Training Manual Renewable Energy_Green PNPM-DANIDA

Pembuatan buku ini didukung oleh Kedutaan Besar Denmark di Jakarta

Tentang

PNPM Mandiri

Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat (PNPM) Mandiri merupakan program nasional yang mengharmonisasikan program-program pemberdayaan masyarakat yang telah dilaksanakan oleh berbagai departemen dan kementrian seperti PPK (Program Pengembangan Kecamatan) dan P2KP (Program Pengentasan Kemiskinan Perkotaan) yang telah berlangsung sejak 1998.

PNPM Mandiri diluncurkan pemerintah pada 30 April 2007 di Palu, Sulawesi Tengah dan akan dilaksanakan hingga tahun 2015, sejalan dengan target pencapaian MDGs. Diharapkan, dalam rentang waktu 2007 – 2015, modal kemandirian masyarakat telah terbentuk sehingga keberlanjutan program dapat terwujud.

Tujuan PNPM Mandiri adalah meningkatkan kesejahteraan dan meningkatkan kesempatan kerja masyarakat miskin secara mandiri. Masyarakat diberikan dana stimulan dan mereka berkesempatan untuk mengidentifikasi persoalan kemiskinan mereka dan mencari jalan keluarnya dengan, merencanakan, dan melaksanakan kegiatan pembangunan yang mereka nilai perlu. Dalam upaya memecahkan berbagai persoalan tersebut, masyarakat juga diajak untuk memanfaatkan potensi ekonomi dan sosial yang mereka miliki melalui proses pembangunan secara mandiri.

DANIDA

MBASSY OF ENMARK

E D

INTERNATIONAL

MANUAL PELATIHAN

Teknologi Energi Terbarukan

Yang Tepat Untuk Aplikasi

Di Masyarakat Perdesaan

PERNYATAAN (DISCLAIMER)

Buku Manual ini dipublikasikan oleh PNPM Support Facility (PSF) yang dipersiapkan melalui Program PNPM Lingkungan Mandiri Perdesaan, dengan dukungan dana dari Pemerintah Denmark. Dipersilahkan memperbanyak seluruh atau sebagian buku ini sepanjang dipergunakan untuk keperluan pelatihan dan peningkatan kesadaran. Kami amat menghargai jika Anda mencantumkan judul dan penerbit buku ini sebagai sumber.

PSF tidak bertanggung jawab atas data dan informasi yang terdapat dalam publikasi ini, atau dengan ketidaksesuaian dalam penerapan dari data dan informasi yang terdapat dalam Buku Manual ini.

PENDAHULUAN

UCAPAN TERIMAKASIH

Penyusun mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan Manual Pelatihan berjudul ‘Teknologi Energi Terbarukan Yang Tepat Untuk Aplikasi Di Masyarakat Perdesaan’ ini. Manual Pelatihan ini disusun dan didisain untuk digunakan dalam pelatihan yang akan dilaksanakan oleh PNPM Mandiri Perdesaan (PNPM-MP)/ PNPM Lingkungan Mandiri Perdesaan (PNPM –LMP) - atau lebih dikenal dengan sebutan PNPM Rural/Green, diberbagai wilayah kerja PNPM MP/LMP di Sumatera dan Sulawesi.

Ucapan terimakasih disampaikan kepada Danida yang telah mensponsori pembuatan Buku Training Manual ini. Demikian juga kepada Mr. Per Rasmussen, Danida Senior Adviser, atas saran dan bimbingan beliau yang sangat bermanfaat dalam menyusun Manual ini.

Terimakasih yang sebesar-besarnya juga disampaikan kepada berbagai pihak yang telah memberi informasi, gagasan dan masukan baik tertulis dan tidak tertulis sesuai kepakaran masing-masing. Mereka antara lain adalah:

1. Vetri Nurliyanti : peneliti bidang energi surya

2. Sahat Pakpahan: peneliti dan tenaga ahli bidang energi angin 3. Bono Pranoto: peneliti bidang energi biomassa

4. Marlina Pandin: peneliti bidang energi angin 5. Yose Rizal: peneliti bidang mikrohidro

Adapun Modul Mikrohidro atau Modul 5 dari Buku Manual ini disusun berdasarkan materi yang diperoleh dari GTZ Technical Support Unit (TSU) for Micro Hydro Power. Untuk itu Penyusun mengucapkan terimakasih kepada TSU atas materi yang diberikan tersebut sehingga Modul 5 dapat disusun sesuai dengan format yang digunakan dalam buku Manual ini.

Semoga Manual ini dapat bermanfaat sebagai buku pegangan bagi para Koordinator / Fasilitator Program PNPM – MP/LMP dalam menjalankan tugas dan tanggung jawabnya untuk meningkatkan pemanfaatan Energi Terbarukan sebagai sumber energi alternatif yang sekaligus berdampak positif terhadap pemeliharaan lingkungan di wilayah kerja masing-masing.

Jakarta, Januari 2011 Penyusun

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN AHUL U AN 1.1 TUJUAN

1.2 KONSEP DASAR ENERGI

• Pengertian Energi • Jenis Energi • Sumber Energi • Energi dan Daya • Satuan Energi

• Kandungan energi dari bahan bakar • Pemanfaatan dan Penyediaan Energi • Menghitung konsumsi atau produksi energi

1.3 TENTANG ENERGI TERBARUKAN

• Pentingnya pengembangan energi terbarukan

• Potensi dan Pemanfaatan Energi Terbarukan di Indonesia • Pengembangan Teknologi Energi terbarukan

• Kendala dalam pemanfaatan energi terbarukan (ET)

• Kebijakan dan peraturan terkait dengan pengembangan energi terbarukan • Program Elektrifikasi Pedesaan

1.4 JENIS TEKNOLOGI ENERGI TERBARUKAN • Teknologi Energi Surya

• Teknologi Energi Angin • Teknologi Energi Biomassa • Mikrohidro

1.5. PENERAPAN TEKNOLOGI ENERGI TERBARUKAN UNTUK MASYARAKAT PERDESAAN

1.6 RINGKASAN 1.7 REFERENSI UTAMA 1.8 EVALUASI KEMAMPUAN 2.1 TUJUAN

2.2 PENGENALAN ENERGI SURYA

• Gambaran Umum

• Pengukuran Radiasi Surya • Pemanfaatan Energi Surya • Kelebihan Dan Kekurangan

2.3 FOTOVOLTAIK (PV) • Prinsip Kerja PV • Komponen Sistem PV • Pemanfaatan Teknologi PV • Perancangan Sistem PV • Instalasi Sistem PV

• Pengoperasian dan Perawatan Sistem PV • Aplikasi PV di Indonesia (Studi Kasus)

2.4 SURYA TERMAL

• Kolektor Surya

• Pemanfaatan Teknologi Surya Termal

2.5. PENGERING TENAGA SURYA

• Penyuling Air Tenaga Surya / Destilasi Surya • Contoh Kasus Aplikasi Surya Termal di Indonesia

2.6 RINGKASAN

MODUL

1

PENGANTAR ET

MODUL

2

ENERGI SURYA HALAMAN

45

HALAMAN

15

DAFTAR ISI

PENDAHULUAN

MODUL

3

ENERGI ANGIN HALAMAN

81

3.1. TUJUAN

3.2. PENGENALAN TEKNOLOGI ENERGI ANGIN

• Pengertian Umum • Pengukuran Data Angin

• Pengolahan Data Angin dan Evaluasi • Potensi Energi Angin di Indonesia

• Keuntungan dan Kekurangan Energi Angin Sebagai sumber energi

3.3. TURBIN ANGIN

• Prinsip dasar turbin angin

• Komponen turbin angin dan fungsi

• Seleksi,rancangan dan perhitungan energi turbin angin • Pengoperasian dan Pemeliharaan Sistem

• Biaya investasi, pengoperasian dan pemeliharaan • Pemilihan dan aplikasi turbin angin di Indonesia

3.4.PEMANFAATAN ENERGI ANGIN

A. Sistem Pemompaan Tenaga Angin • Prinsip dasar Sistem Pemompaan

• Tipe dan komponen Sistem Pemompaan Tenaga Angin • Seleksi, rancangan dan perhitungan

• Pengoperasian dan pemeliharaan sistem • Biaya investasi, operasi dan pemeliharaan • Pemilihan dan pemakaian di Indonesia B. Kincir Angin

• Prinsip Dasar • Tipe dan komponen

• Pemilihan,rancangan dan perhitungan • Operasi dan pemeliharaan sistem

• Biaya investasi, operasi dan pemeliharaan

• Pemilihan dan aplikasi kincir angin untuk Indonesia

3.5. RINGKASAN 3.6. REFERENSI UTAMA 3.7. EVALUASI KEMAMPUAN

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN AHUL U AN 4.1. TUJUAN

4.2. PENGENALAN ENERGI BIOMASSA

• Bahan Baku Biomassa • Potensi Energi Biomassa di Indonesia

• Klasifikasi Biomassa sebagai Bioenergi

4.3.BIOGAS

• Pengenalan Biogas • Bahan Baku Biogas

• Tahapan Pembentukan Biogas • Proses Pembuatan Biogas • Peralatan Produksi Biogas • Estimasi Penentuan Kapasitas

• Biaya Investasi, Operasional dan Perawatan • Contoh Aplikasi Biogas di Indonesia

4.4.BIOETANOL

• Pengenalan Bioetanol • Bahan Baku Bioetanol • Proses Pembuatan Bioetanol • Peralatan Produksi Bioetanol • Estimasi Kapasitas Produksi

• Biaya Investasi, Operasional dan Perawatan • Contoh aplikasi Bioetanol di Indonesia

4.5.BRIKET DAN KOMPOR BIOMASSA

A. Briket Arang • Bahan Baku Briket

• Proses pembuatan briket bioarang • Peralatan Produksi Briket Arang B. Kompor Biomassa

• Prinsip pembuatan Kompor Biomassa • Membuat Kompor Sekam

C. Biaya Investasi, Operasional dan Perawatan • Briket Arang

• Kompor sekam

D. Contoh aplikasi Briket Arang dan Kompor Sekam di Indonesia. • Aplikasi Briket Arang

• Aplikasi kompor sekam

4.6.GASIFIKASI BIOMASSA

• Pengenalan Gasifikasi Biomassa • Bahan Bakar Gasifikasi

• Proses Gasifikasi • Peralatan Gasifikasi

• Estimasi Penghitungan Kapasitas Gasifier • Biaya Investasi, Operasional dan Perawatan • Contoh Aplikasi Gasifikasi Biomasa

4.7. RINGKASAN 4.8.REFERENSI UTAMA 4.9. EVALUASI KEMAMPUAN

MODUL

4

ENERGI BIOMASSA HALAMAN

125

PENDAHULUAN

MODUL

5

MIKROHIDRO HALAMAN

175

5.1 TUJUAN

5.2 PENGENALAN TEKNOLOGI MIKROHIDRO

• Pengertian Umum. Keunggulan dan kekurangan PLTMH

• Potensi dan pemanfaatan tenaga air. Klasifikasi pembangkit listrik tenaga air

• Dasar-dasar teknologi MHP : tinggi jatuh & debit air, energi potensial & kinetik, potensi energi air, output daya listrik

• Komponen-komponen dasar dan konfigurasi lokasi PLTMH : sistem utama, komponen dasar, konfigurasi lokasi, prinsip dasar pemilihan lokasi

• Relevansi PLTMH dalam konteks listrik pedesaan dan pengentasan kemiskinan

5.3 STUDI KELAYAKAN PROYEK DAN PENILAIAN AWAL

• Tahap persiapan proyek : kriteria dasar, karakteristik umum proyek, tingkatan penilaian, penilaian awal

• Investigasi dan penilaian lapangan : penilaian teknis dan kondisi sosial-ekonomi

5.4 BANGUNAN SIPIL

• Aliran pipa : Aliran mantap dan tidak mantap, pemilihan diameter penstock ekonomis, aliran permukaan bebas, rumus Manning-Strickler

• Struktur pembawa : desain struktur pembawa (bilangan Froud, terowongan dan aqueduct)

• Struktur intake : tipe-tipe struktur intake • Bak pengendap : penjebak sedimen • Forebay

• Layout rumah pembangkit pada umumnya

5.5 SISTEM ELEKTRIKAL

• Generator AC : generator sinkron dan asinkron, perbandingan, pemilihan jenis generator dan power output

• Sistem control : Flow control dan Load control

• Sistem transmisi dan distribusi : underground atau overhead, tegangan tinggi atau tegangan rendah

5.6 APLIKASI TURBIN

• Turbin : Pelton, Cross flow, Propeller open flume, PAT

5.7 IMPLEMENTASI, OPERASI, DAN PERAWATAN PLTMH

• Tender dan kontrak

• Pembuatan peralatan elektro-mekanik

• Manajemen konstruksi di lapangan : partisipasi masyarakat • Instalasi dan komisioning

• Operasi dan perawatan : operasi pembangkit dan perawatan • Manajemen dan pengelolaan PLTMH : organisasi, pengelola, dan

keuangan

5.8 RINGKASAN 5.9 REFERENSI UTAMA 5.10 EVALUASI KEMAMPUAN

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN AHUL U AN

DAFTAR SINGKATAN / Abbreviations

A Ampere

AC Alternating Current

AFR Air Fuel Ratio

Ah Ampere hours

AkWh Annual kilo Watt hour

APBD Anggaran Pendapatan dan Belanja Daerah

BAKOSURTANAL Badan Koordinasi Survei dan Pemetaan Nasional BBM Bahan Bakar Minyak (fosil based fuel)

BBN Bahan Bakar Nabati

BCU Battery Control Unit

BPPT Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi BPS Biro Pusat Statistik (Central Bureau of Statistics)

C Carbon

CF Capacity Factor

CFL Compact Fluorescent Lamp

CSO Community Service Organisation

CSP Concentrator Solar Power

Danida Danish International Development Assistance

DC Direct Current

DEPTAN Departemen Pertanian

DESDM Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral DILC Distributed Intelligent Load Controller

Distamben Dinas Pertambangan dan Energi

DJLPE Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi (Directorate General of Electricity and Energy Utilization)

DJEBTKE Direktorat Jendral Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi

ELC Electronic Load Controller

EPC Equipment Procurement and Construction

EPF Energy Pattern Factor

ET Energi Tebarukan

ESDM Energi dan Sumber Daya Mineral

FDC Flow Duration Curve

FPE Faktor Pola Energi

FR Fuel Ratio

FS Feasibility Study

PENDAHULUAN

Green PNPM Green Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat (PNPM Lingkungan)

GW Giga Watt

GWh Giga Watt hour

H Hydrogen

H head of a hydropower plant

HAWT Horizontal Axis Wind Turbine

Hg Gross Head of a Hydropower Plant

HHV High Heat Value

Hn Net Head of a Hydropower Plant

Hz hertz (dimensi untuk frekuensi)

IGC Induction Generator Controller

IMAG Induction Motor as Generator

J Joule

kCal kilo kalori

KepMen Keputusan Menteri (Ministerial Decree) KEPPRES Keputusan Presiden (Presidential Decree) KESDM Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral

KOMSEKAR Kompor Sekam Segar

KSU Koperasi Serba Usaha

kW kilo Watt

kWh kilo Watt hour

LAPAN Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (Institute for Aeronautics and Space)

LHV Low Heat Value

LMP Lingkungan Mandiri Perdesaan

LSM Lembaga Swadaya Masyarakat

m Meter

MAD mean annual discharge

MHP Mini/Micro hydro power

MP Mandiri Perdesaan

MW Mega Watt

N Nitrogen

NACA National Advisory Committee for Aeronautics NGO Non-Governmental Organization (lihat LSM)

O Oksigen

OM Operation and Maintenance

P Power

P3TKEBT Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Ketenagalistrikan dan Energi Baru Terbarukan, Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN AHUL U AN

Pemda Pemerintah Daerah

Perda Peraturan Daerah

Perpres Peraturan Presiden

PLN Perusahaan Listrik Negara

PLTA Pembangkit Listrik Tenaga Air

PLTD Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

PLTGU Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap PLTMH Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro

PLTS Pembangkit Listrik Tenaga Surya

PLTU Pembangkit Listrik Tenaga Uap

PNPM Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat (National Program for Community Empowerment)

PP Peraturan Pemerintah

PPn Pajak Pertambahan Nilai

PSI Pounds per Square Inch

PT Perseroan Terbatas

Pusdatin ESDM Pusat Data dan Informasi, Energi dan Sumber Daya Mineral

PV Fotovoltaik, Photovoltaics

PVC Poly Vinyl Chloride

Q flow rate (discharge)

RE Renewable Energy

RESP Renewable Energy Service Providers

RPM Rotations per Minute

SHS Solar Home System

SKEA Sistem Konversi Energi Angin (Wind Energy Conversion System, see WECS)

SP Service Providers

SPTA Sistem Pemompaan Tenaga Angin

TM Tegangan Menengah

TR Tegangan Rendah

UU Undang-undang

V Volt

VAWT Vertical Axis Wind Turbine

W Watt

WECS Wind Energy Conversion System

WED Wind Energy Density

WEPS Wind Energy Pumping Systems

Wh Watt hours

WMO World Meteorological Organization

Wp Watt peak

PENDAHULUAN

Pengenalan Manual

Manual Pelatihan ‘Teknologi Energi Terbarukan Yang Tepat Guna Untuk Aplikasi Di Masyarakat Perdesaan’ ini merupakan buku pedoman utama yang digunakan dalam pelatihan yang akan dilaksanakan oleh PNPM Mandiri Perdesaan (PNPM-MP) / PNPM Lingkungan Mandiri Perdesaan (PNPM –LMP) - atau lebih dikenal dengan sebutan PNPM Rural/Green, diberbagai wilayah kerja PNPM MP/LMP. Pelatihan ini dilaksanakan dalam rangka penguatan kapasitas dalam aplikasi energi terbarukan bagi masyarakat pedesaan, dengan menguraikan konsep, prinsip dasar, dan dasar perancangan teknologi energi terbarukan, khususnya jenis energi surya, angin, biomassa, dan mikrohidro. Manual ini selanjutnya digunakan dalam pelatihan fasilitator PNPM-MP/LMP dan staf lapangan LSM yang bekerja di wilayah kerja PNPM.

Tujuan Pembuatan Manual

Manual pelatihan ini disusun untuk digunakan dalam jangka waktu pelatihan (3 -5 hari) untuk Fasilitator (PNPM MP/LMP) dan staf peningkatan kapasitas CSO. Manual bertujuan untuk memberikan informasi teknis tentang teknologi Energi Terbarukan yang relevan dan sesuai untuk pelatihan fasilitator PNPM dan pekerja lapangan di perdesaan, sehingga meningkatkan kemampuan mereka dalam memberikan saran, bimbingan dan pembelajaran kepada masyarakat perdesaan target dalam rangka pelaksanaan tugas program PNPM.

Manual Pelatihan ini terdiri dari lima modul pelatihan yang terpisah sesuai dengan topik yang dibahas. Isi Manual pelatihan disesuaikan dengan target peserta pelatihan yang yang semuanya memiliki gelar sarjana dari berbagai disiplin ilmu, termasuk biologi, pertanian, kehutanan, teknik sipil, ilmu sosial, dan ekonomi. Manual diharapkan dapat memberikan gambaran dan presentasi dari berbagai jenis pilihan energi terbarukan yang tersedia dan relevan, dan berbagai teknologi yang tersedia untuk aplikasi di perdesaan setempat.

Referensi dan isi manual disesuaikan dengan kondisi Indonesia, termasuk keberadaan penyedia jasa energi terbarukan, teknologi, produk, pengalaman di lapangan, implikasi biaya, pemeliharaan teknologi yang diperlukan, kapasitas kebutuhan bangunan, dan lain-lain. Manual Pelatihan juga mencakup pertanyaan-pertanyaan untuk menguji pengetahuan yang diperoleh dan memperdalam pemahaman terhadap teknologi Energi Terbarukan. Untuk setiap modul, Manual Pelatihan menyampaikan saran untuk bacaan lebih lanjut oleh peserta pelatihan, termasuk informasi daftar link berbagai situs web yang relevan dan bermanfaat.

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN AHUL U AN

Peserta Kursus Pelatihan

Pedoman ini dirancang untuk kelompok target peserta yang bekerja sama dengan masyarakat dalam kerangka PNPM Green/Lingkungan dan PNPM Perdesaan yang standar. Para peserta mencakup Fasilitator (PNPM Perdesaan dan Lingkungan) dan perluasan kapasitas OMS dan staf peningkatan kapasitas, dan harus memberikan informasi teknis tentang teknologi Energi Terbarukan yang relevan dan sesuai untuk pelatihan fasilitator PNPM dan staf lapangan perdesaan, untuk memungkinkan mereka untuk memberikan saran dan bimbingan dalam pekerjaan sehari-hari mereka dengan masyarakat sasaran.

Organisasi Modul

Panduan ini terdiri dari lima modul pelatihan sesuai dengan topik yang dibahas. Setiap modul berisi tujuan pelatihan, materi pelatihan sesuai dengan topik spesifik dari jenis energi terbarukan, dan penerapan teknologi tersebut (studi kasus). Setiap modul juga berisi ringkasan, daftar referensi utama atau referensi lainnya, evaluasi kemampuan yang diberikan pada akhir setiap Modul. Ringkasan tersebut juga dapat digunakan sebagai checklist oleh instruktur untuk memeriksa bahwa semua isi dari Modul telah lengkap dimasukkan. Referensi utama menunjukkan detail sumber informasi dari topik yang disajikan Modul.

MODUL 1 memperkenalkan konsep dasar dan prinsip-prinsip pada teknologi energi

terbarukan serta kebijakan dan program-program yang berkaitan dengan energi terbarukan di Indonesia.

MODUL 2 menjelaskan prinsip-prinsip dasar teknologi energi surya dan mengelaborasi

berbagai aplikasi teknologi energi surya di Indonesia termasuk penerapan surya fotovoltaik (PV) dan solar thermal.

MODUL 3 menjelaskan prinsip-prinsip dasar teknologi energi angin dan mengelaborasi

berbagai aplikasi teknologi energi angin di Indonesia termasuk penerapan turbin angin dan beberapa pemanfaatan langsung energi angin seperti penyediaan listrik, pompa angin dan kincir angin.

MODUL 4 menguraikan berbagai sumber bahan baku biomassa yang potensial yang

dapat diproses untuk menghasilkan energi terbarukan melalui aplikasi teknologi energi biomassa yang tepat guna seperti biogas, pengolahan bioetanol, pengolahan biomassa padat, kompor berbahan bakar biomassa padat (briket, dll) dan gasifikasi biomassa.

MODUL 5 menjelaskan prinsip-prinsip dasar teknologi energi air dan mengelaborasi

aplikasi teknologi energi air sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro mencakup bangunan sipil, sistem elektrikal, dan turbin air. Modul 5 ini disusun berdasarkan materi yang diberikan oleh GTZ Technical Support Unit (TSU) for Micro Hydro Power.

PENDAHULUAN

Petunjuk Penggunaan Modul

• Sebelum mempelajari Modul ini, peserta program pelatihan disarankan mempelajari daftar isi Modul, dan ringkasan yang ada pada setiap Modul untuk mempermudah pemahaman dalam proses pembelajaran pada saat program pelatihan berlangsung.

• Sebelum mengikuti program pelatihan, disarankan peserta menggali informasi mengenai potensi energi terbarukan di wilayah kerja masing-masing melalui berbagai akses informasi dan komunikasi secara optimal sesuai dengan kemampuan.

• Mengikuti pelatihan dengan seksama dengan memperhatikan langkah-langkah penjelasan dalam setiap Modul (Modul 2 sampai dengan Modul 5), sehingga dapat mempermudah proses penerapan dan diseminasi pengetahuan tentang teknologi energi terbarukan kepada target masyarakat PNPM di lapangan.

• Menjawab soal latihan dalam modul dengan jawaban yang singkat, tepat, dan mengerjakannya sebaik mungkin sesuai dengan kemampuan masing-masing. • Bila dalam mengerjakan tugas/soal menemukan kesulitan, peserta dapat

mengkonsultasikan dengan instruktur /pelatih.

• Setiap menemukan kesulitan, catatlah untuk dibahas pada sesi diskusi dan tanya jawab.

• Setelah mengikuti pelatihan, peserta diminta tetap memanfaatkan Manual Pelatihan dan mempelajarinya lebih jauh khususnya untuk jenis teknologi yang akan diterapkan di masyarakat.

1

PENGENALAN

PENGANTAR

MODUL

1

PENGANTAR ET

1.1. Tujuan

Setelah mempelajari Modul ini, peserta diharapkan: • Memiliki pemahaman yang baik tentang konsep

dasar energi, misalnya : satuan energi, kandungan energi bahan bakar, penggunaan energi dan penyediaan energi

• Memahami definisi dan terminologi yang penting yang berkaitan dengan energi terbarukan

• Mengerti pentingnya pengembangan energi terbarukan di Indonesia

• Mengetahui kebijakan energi terbarukan dan program energi terbarukan di Indonesia

• Mengenal beberapa aplikasi teknologi energi terbarukan bagi masyarakat pedesaan di Indonesia

1.2. Konsep dasar energi

• Pengertian Energi

Energi adalah kemampuan untuk melakukan pekerjaan. Energi adalah daya yang dapat digunakan untuk melakukan berbagai proses kegiatan meliputi listrik, energi mekanik dan panas. Sumber energi adalah sebagian dari sumber daya alam antara lain berupa minyak dan gas bumi, batubara, air, panas bumi, gambut, biomasa dan sebagainya, baik secara langsung maupun tidak langsung dapat dimanfaatkan sebagai energi.

• Jenis Energi

Secara umum jenis energi dapat dibedakan dalam enam kategori yakni: a. Energi mekanik, b. Energi listrik; c. Energi elektromagnetik; d. Energi kimia; e. Energi nuklir; f. Energi panas.

Energi listrik merupakan energi yang sangat mudah terpakai karena dapat dikonversi menjadi bentuk energi lain dengan mudah dan efisien. Energi listrik merupakan energi yang luas penggunannya, keuntungannya mudah dalam pengaturan dan penyebaran (distribusi) secara simultan dan tidak terputus-putus. Energi elektromagnetik berkaitan dengan radiasi elektromagnetik, termasuk radiasi ultraviolet dan sinar infra merah. Energi thermal merupakan bentuk energi dasar yang mana semua jenis energi dapat dikonversikan menjadi energi panas.

MODUL

PENGANTAR

ENERGI

TERBARUKAN

1.2. K

ONSEP D

AS

AR ENER

GI

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN PENG ANT AR ET

Menurut bentuknya energi dapat dikelompokkan menjadi energi padat, cair dan gas. Dari aspek teknologi, energi dikelompokkan menjadi energi konvensional (teknologi energi yang biasa digunakan masyarakat) dan energi non-konvensional (teknologi energi yang belum biasa digunakan masyarakat). Dilihat dari segi ekonomi, energi dapat dikelompokkan menJadi energi komersial (minyak, listrik, gas, batubara, dan lain-lain) dan energi nonkomersial (kayu, arang, sampah, jerami, dan lain-lain). Ditinjau dari sudut penyediaannya, energi dapat dikelompokkan menjadi energi baru dan terbarukan (renewable) dan energi non-renewable yang habis pakai, seperti minyak, gas dan batu bara.

• Sumber Energi

Sumber energi dari bumi dapat dikelompokkan dalam jenis energi terbarukan (renewable energy) dan energi fosil (non-renewable atau depleted energy) seperti minyak bumi, batu bara dan gas alam. Energi terbarukan adalah sumber energi yang dihasilkan dari sumberdaya energi yang secara alamiah tidak akan habis dan dapat berkelanjutan jika dikelola dengan baik, antara lain: energi panas bumi, energi matahari, biofuel, aliran air sungai, panas surya, angin, biomassa, biogas, ombak laut, dan suhu kedalaman laut.

• Energi dan Daya

Energi dan daya adalah dua konsep utama dalam sektor energi terbarukan. Standar internasional satuan energi adalah Joule. Simbol untuk joule adalah J. Daya adalah suatu tingkat / laju di mana energi diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya, yakni tingkat dimana pekerjaan dilakukan. Misalnya, turbin angin mengubah energi kinetik angin menjadi energi listrik (listrik). Semakin kuat daya turbin angin akan menghasilkan energi listrik yang lebih besar. Satuan daya adalah watt (simbol W). Satu watt nilainya sama dengan satu joule per detik. Dengan kata lain, daya 1 Watt menunjukkan pekerjaan yang dilakukan, yaitu energi yang sedang dikonversi, dengan nilai satu joule per detik. Sebagai contoh, sebuah bola lampu listrik 25 watt mengubah energi listrik menjadi cahaya dan panas pada tingkat 25 joule per detik. Contoh lain, sebuah mesin sepeda motor memiliki output daya maksimum sebesar 45.000 watt (atau sama dengan 45 “kW”) menggunakan energi kimia (dalam bentuk bensin) untuk memproduksi hingga 45.000 joule per detik energi kinetik di roda belakang. Kapasitas adalah istilah lain untuk daya yang sering digunakan untuk menyatakan besarnya daya peralatan energi terbarukan.

MODUL

1

PENGANTAR ET

• Satuan Energi

Standar internasional satuan energi adalah Joule atau kilo kalori (kCal), tapi besaran satu joule adalah jumlah energi yang sangat kecil (contoh satu batang coklat mengandung sekitar 1.000.000 joule energi). Oleh karena itu, umumnya satuan kilowatt jam (kWh) lebih sering digunakan dalam bidang energi terbarukan, karena kWh adalah satuan yang lebih besar energi dari joule (1 kWh = 3.6 juta joule). Disamping itu, pengertian kWh dapat digunakan dalam kegiatan pemakaian energi ataupun peralatan yang menghasilkan energi. Salah satu contoh adalah tagihan pemakaian listrik dinyatakan dalam kWh.

Setiap bentuk energi memiliki nilai panas, atau nilai energi sendiri, dan masing-masing bentuk energi tersebut juga diukur menurut volume ataupun menurut berat. Minyak bumi biasanya diukur dengan barel, gas bumi dengan meter kubik, batu bara dengan satuan berat kg, energi listrik dengan kWh. Beberapa satuan energi yang umum digunakan dapat dilihat pada Tabel 1.

• Kandungan energi dari bahan

bakar (Nilai Kalori)

Nilai kalori atau kandungan energi dari bahan bakar sering dinyatakan dengan menggunakan kWh. Satuan joule digunakan sebagai satuan energi untuk bahan bakar sebelum diubah menjadi panas atau listrik, dan kWh yang digunakan sebagai unit energi untuk panas atau listrik yang dihasilkan. Nilai kalor beberapa jenis bahan bakar dapat dilihat pada Tabel 2.

• Pemanfaatan dan Penyediaan

Energi

Pemanfaatan energi adalah kegiatan menggunakan energi, baik langsung maupun tidak langsung dari sumber energi. Penyediaan energi adalah kegiatan atau proses menyediakan energi, baik yang berasal dari dalam maupun luar negeri. Kebijakan pokok yang diterapkan Pemerintah dalam kaitannya dengan pemanfaatan dan penyediaan energi meliputi :

■ Penyediaan : Jaminan ketersediaan pasokan energi domestik; optimasi produksi energi; perwujudan konversi energi.

■ Penggunaan Energi : Efisiensi energi; diversifikasi energi.

■ Penetapan kebijakan harga energi yang disesuaikan terhadap harga ekonomis dengan pertimbangan kemampuan dari perusahaan kecil dan membantu yang miskin dalam jangka waktu tertentu.

■ Perlindungan lingkungan dengan penerapan prinsip pengembangan yang berkelanjutan.

1.2. K

ONSEP D

AS

AR ENER

GI

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN PENG ANT AR ET

Tabel 1. Satuan energi

Satuan Setara dengan

1 Btu = 1055.6 Joules (J)

1 MJ = 106 _J

1 GJ = 109 _J

1 TJ = 1012 _J

1 PJ = 1015 _J

29.0 PJ Setara 1 juta ton batubara

41.868 PJ Setara 1 juta ton minyak

3.60 MJ 1 kilowatt-hour (kWh)

1 PJ gas alam Setara dengan 172,000 barel minyak

1 ton LPG Setara 8.46 barel minyak

1 ton = 1000 Kg

1 kilolitre = 6.2898 barel

1 horsepower-hour = 2.684520 MJ

1 kilowatt-hour = 3.6 MJ* _{= 3,414 Btu (Int)}

Tabel 2. Nilai kalor beberapa jenis bahan bakar (energi)

Bentuk Jenis bahan bakar Tipe GJ/tonne

Bahan bakar padat Batu bara bituminous 29.527

sub-bituminous 19.763

Lignit 15.345

Kokas - 27.0

Kayu Dry 16.2

Bagase 9.6

Tanaman biomasa Limbah kapas 18.0

MJ/m3

Bahan bakar gas Gas alam 39.0

LPG Propane 93.3

LPG butane 124.0

Gas kota reformed gas 20.0

Gas coke oven 18.1

Gas blast furnace 4.0

MJ/litre GJ/tonne

Bahan bakar cair LPG propane 25.3 49.6

Gasoline penerbangan 33.0 49.6

Bensin Otomotif 34.2 46.4

Minyak tanah Tenaga penggerak 37.5 46.1

Minyak bakar 37.3 46.2

Minyak diesel Otomotif 38.6 45.6

Minyak diesel Industri 39.6 44.9

Minyak bakar high sulphur 40.8 42.9

Listrik Listrik 3.6 MJ/kWh

• Menghitung konsumsi atau

produksi energi

Definisi dari satuan kWh ini terkait dengan kegiatan mengkonsumsi energi atau peralatan yang menghasilkan energi. Satu kWh didefinisikan sebagai jumlah energi yang dikonsumsi (atau dihasilkan) oleh satu kilowatt (1.000 W) Alat dalam satu jam. Konsumsi energi atau produksi karena itu berhubungan dengan daya dari generator atau boiler, dapat dihitung dengan:

Konsumsi energi (kWh) = daya(kW) x waktu (hour / jam)

MODUL

1

PENGANTAR ET

• Pentingnya pengembangan

energi terbarukan

Pangsa konsumsi energi akhir di Indonesia didominasi oleh minyak, diikuti oleh gas, batubara dan energi hidro, dan sepertinya impor minyak dan produk petroleum akan meningkat untuk memenuhi meningkatnya permintaan domestik. Dengan pertumbuhan konsumsi yang cepat, diperkirakan bahwa tanpa sumber daya energi yang baru dan upaya efisiensi energi, Indonesia dapat menjadi importir minyak murni dalam waktu dekat. Tabel 3 menunjukkan status potensial dari energi fosil di Indonesia.

Untuk mengurangi pangsa bahan bakar fosil, terutama untuk pembangkit listrik, pemerintah telah berinisiatif untuk meningkatkan penggunaan sumber energi terbarukan. Penggunaan energi terbarukan untuk elektrifikasi pedesaan di Indonesia berpotensi, karena ribuan pulau dari kepulauan membuatnya sulit untuk membangun sistim distribusi listrik yang saling terhubung, baik secara fisik maupun secara finansial. Oleh karena

itu, desentralisasi listrik pedesaan dapat menjadi pilihan terbaik.

• Potensi dan Pemanfaatan Energi

Terbarukan di Indonesia

Potensi sumber energi terbarukan di Indonesia meliputi 4,8 KWh/m2/hari energi surya, 458 MW energi mini/mikro hidro, 49.81 GW Biomassa, 3-6 M/detik tenaga angin, dan 3 GW nuklir (cadangan uranium). Indonesia juga memiliki sumber energi hidro yang besar dengan total potensial diperkirakan 75.67 GW (Tabel 4).

Walaupun potensi dari energi terbarukan seperti biomassa, panas bumi, energi surya, energi air, energi angin, dan energi lautan relatif tinggi, namun tidak digunakan secara signifikan, yakni kurang dari 4% pada tahun 2007. Kebijakan energi nasional Indonesia bertujuan untuk mengurangi ketergantungan pada minyak dan gas dan untuk membuat variasi campuran energi dengan meningkatkan pangsa dari sumber energi yang lain

1.3. TENTANG ENERGI

TERBARUKAN

Tabel 3 Status Potensial dari Energi Fosil Jenis Energi

Fosil Sumber Daya Cadangan Produksi Prod (tahun) Rasio Cad/ Minyak 86.9 milyar barel 9.1 juta barel 387 juta barel 23 tahun

Gas 384.7 TSCF 185.8 TSCF 2.95 TSCF 62 tahun

Batubara 58 milyar Ton 19.3 milyar ton 132 juta Ton 146 tahun Sumber: DESDM (2007)

1.3. TENT

ANG ENER

GI TERB

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN PENG ANT AR ET

seperti energi terbarukan. Indonesia telah menargetkan untuk memenuhi pangsa dari energi terbarukan sampai dengan 17% pada tahun 2025, seperti yang dinyatakan dalam Cetak Biru Program Penerapan Energi Nasional 2007-2025 (ESDM, 2007).

• Pengembangan Teknologi Energi

terbarukan

Teknologi energi terbarukan yang telah dikembangkan secara signifikan ditunjukkan dengan meningkatnya jumlah teknologi yang memasuki pasar komersial. Beberapa teknologi energi yang menggunakan biomassa, panas bumi, dan energi hidro telah mencapai tahap komersial, dimana mereka dapat digunakan untuk elektrifikasi pedesaan. Komponen mikro hidro seperti turbin, alat pengatur, dan peralatan listrik sekarang ini telah dibuat dengan kandungan lokal yang tinggi. Walaupun tidak semuanya diproduksi secara lokal, modul photovoltaic telah dirakit secara lokal. Pemanas air dengan panas surya

dan pengering tenaga surya juga dibuat secara lokal. Perlengkapan pengering tenaga surya untuk produk pertanian telah berada dalam tahap fabrikasi. Penghasil gas biomassa telah diproduksi secara komersial di Indonesia. Komponen Sistem Konversi Energi Angin Skala Kecil kecuali generator sekarang dapat diproduksi secara lokal. Tetapi, keandalan dan efisiensi teknologi tersebut perlu ditingkatkan (Pratomo,2004).

Penerapan teknologi energi terbarukan, seperti angin, sistem rumah surya, photovoltaic terpusat, mikro hidro, dan pico-hidro, dalam program elektrifikasi pedesaan dari tahun 2005 sampai 2008 ditunjukkan dalam Tabel 5.

• Kendala dalam pemanfaatan

energi terbarukan (ET)

Pengembangan dari penggunaan energi terbarukan untuk elektrifikasi pedesaan mengalami sejumlah hambatan dikarenakan : (1) Kebijakan Pemerintah terhadap bahan bakar fosil. (2) Energi terbarukan pada umumnya membutuhkan Tabel 4 Potensi Energi Terbarukan di Indonesia

Jenis Energi non Fosil Cadangan Setara _TerpasangKapasitas

Tenaga Air 845.00 juta BOE 75.67 GW 4.2 GW

Panas Bumi 219 Juta BOE 27.00 GW 0.8 GW

Mini/Micro Hydro 0.45 GW 0.45 GW 0. 206 GW

Biomass 49.81 GW 49.81 GW 0.3 GW

Tenaga Surya - 4.80 kWh/m2/hari 0.01 GW

Tenaga Angin 9.29 GW 9.29 GW 0.0006 GW

Uranium (Nuklir) 24.112 ton* e.q. 3 GW _{untuk 11 tahun}

MODUL

1

PENGANTAR ET

investasi awal yang tinggi. (3) Tidak ada pinjaman lunak jangka panjang dari Bank / Lembaga keuangan lokal. (4) Kurangnya data dan infrastruktur penunjang. (5) Sumber daya energi terbarukan pada umumnya bersifat intermittent (PLN, 2009).

Dari aspek teknis, makin banyak komponen dari teknologi energi terbarukan yang kini dapat diproduksi secara lokal di Indonesia, seperti pembangkit tenaga mikro hidro dan biomassa skala kecil. Akan tetapi, pemakaian energi surya (contoh modul PV) dan sistem energi angin masih membawa kandungan import yang tinggi.

Beberapa kendala dalam pemanfaatan ET adalah:

a. Dari aspek teknologi, hambatan utama adalah sering ditemukan rendahnya kualitas teknologi ET sehingga banyak menimbulkan kegagalan. Selain itu, masih ditemukan ketidaksesuaian antara teknologi ET dengan kondisi sosial, geografi dan ekonomi

masyarakat.

b. Harga teknologi ET yang belum kompetitif dibanding energi konvensional juga menghambat laju perkembangan pemanfaatan ET. c. Terbatasnya informasi mengenai

teknologi ET yang dimiliki masyarakat perdesaan juga menghambat pertumbuhan teknologi ET.

d. Kurangnya tenaga teknis di lapangan sehingga menyulitkan perawatan setelah pemasangan (layanan purna jual)

• Kebijakan dan peraturan terkait

dengan pengembangan energi

terbarukan

Dasar dari pengembangan energi terbarukan seperti yang dinyatakan dalam Blue Print

Pengelolaan Energi Nasional adalah target Tabel 5. Implementasi energi terbarukan untuk listrik perdesaan

Jenis Energi Terbarukan

Tahun

2005 2006 2007 2008

Angin _{(1 unit)}80 kW _{(3 unit)} kW 735 kW _{(9 unit) (1 unit)}80 kW Solar Home

System (SHS) (2,390 units)119.5 kWp (31,488 units)1.574 kWp (40,598 units)2.029 kWp (40,000 units)2.000 kWp PLTS terpusat 18 kWp_{(5 unit)} - 102.4 kWp_{(5 unit)} 150 kWp_{(9 units)} Mikrohidro _{(4 units)}155 kW _{(12 units)}702 kW 1.169 kW _{(7 units) (7 units)}782 kW Pikohidro _{(25 units)}50 kW _{(15 units)}30 kW _{(18 units)}45 kW

Sumber: DJLPE (2008)

1.3. TENT

ANG ENER

GI TERB

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN PENG ANT AR ET

Pemerintah untuk meningkatkan peranan energi terbarukan dalam total bauran energi nasional dari kurang dari 4% pada tahun 2006 menjadi 17% pada tahun 2025. Dalam mencapai target, Pemerintah telah memberlakukan peraturan untuk meningkatkan penggunaan energi terbarukan di Indonesia dan beberapa peraturan lainnya yang sedang diformulasikan.

Beberapa peraturan dan undang-undang untuk mendukung pengembangan energi terbarukan yang telah dikeluarkan meliputi :

1. Peraturan Pemerintah Nomor 5 tahun 2006 mengenai kebijakan energi nasional.

2. Instruksi Presiden No.1/2006 dan No.2/2006 pada penyediaan dan implementasi bahan bakar bio dan batubara cair.

3. Kebijakan Hijau Energi (Keputusan Menteri No.2/2004).

4. Undang-undang Nomor 30 tahun 2007 mengenai Energi.

5. Undang-undang Nomor 15 tahun 1985 mengenai Ketenagalistrikan 6. Peraturan mengenai Penyediaan

dan Pemanfaatan Listrik (Peraturan Pemerintah No.26/2006). Sebagai revisi dari Peraturan Pemerintah No.10 tahun 1989 untuk mengamankan listrik nasional.

8. Peraturan Menteri ESDM Nomor 31 Tahun 2009 tentang Harga Pembelian Tenaga Listrik oleh PT PLN (Persero) dari Pembangkit Tenaga Listrik Yang

Menggunakan Energi Terbarukan Skala Kecil dan Menengah Atau Kelebihan Tenaga Listrik

Peraturan Pemerintah mengenai

penyediaan dan pemanfaatan

tenaga listrik

Peraturan Pemerintah No.10/1989 direvisi ke Peraturan Pemerintah No.03/2005 dan No.26/2006 mengenai penyediaan dan pemanfaatan listrik diterbitkan untuk melaksanakan diversikasi sumber energi untuk pembangkit tenaga listrik, khususnya beralih dari bahan bakar minyak ke bahan bakar non-minyak, termasuk pemanfaatan energi terbarukan.

Dalam hubungannya dengan pengembangan energi terbarukan, peraturan tersebut mengharuskan Pemerintah untuk memprioritaskan pemakaian sumber daya energi terbarukan yang ada secara lokal untuk penghasil listrik; dan proses pembelian diterapkan melalui pemilihan langsung (tanpa tender).

Kebijaksanaan Energi Nasional

Peraturan Pemerintah No.5/2006 tentang Kebijaksanaan Energi Nasional yang tercatat dalam keputusan ini telah menentukan strategi pengembangan energi terbarukan, meliputi:

• Implementasi kewajiban energi hidro kecil yang dapat diperbaharui untuk penggunaannya.

• Memperbaiki model pendanaan seperti kredit usaha skala kecil.

MODUL

1

PENGANTAR ET

• Memperbaiki produksi perlengkapan energi terbarukan melalui lisensi, usaha bersama dan perakitan.

Walaupun potensi dari energi terbarukan seperti biomassa, panas bumi, energi surya, energi air, energi angin, dan energi lautan secara relatif tinggi, namun tidak digunakan secara signifikan. Kebijakan energi nasional Indonesia bertujuan untuk mengurangi ketergantungan pada minyak dan gas dan untuk membuat variasi campuran energi dengan meningkatkan pangsa dari sumber energi alternatif seperti energi terbarukan. Indonesia telah menargetkan untuk memenuhi pangsa dari energi terbarukan sampai dengan 17% pada tahun 2025, seperti yang dinyatakan dalam Cetak Biru Program Penerapan Energi Nasional 2007-2025 (ESDM, 2007).

Target dari bauran energi dan elastisitas energi yang ditetapkan dalam Kebijakan Energi Nasional adalah sebagai berikut (Gambar 1):

1. Pencapaian elastisitas energi kurang dari satu pada tahun 2025.

2. Target bauran energi nasional pada tahun 2025 : Minyak kurang dari 20%; Gas kurang dari 30%; Batubara kurang dari 33%; Bahan Bakar Nabati paling sedikit 5%; Panas Bumi paling sedikit 5%; energi baru dan energi terbarukan lainnya, terutama biomassa, nuklir, tenaga hidro, tenaga surya, dan tenaga angin paling sedikit lima persen (5%); batubara cair paling sedikit 2%.

Secara detil Pemanfaatan energi terbarukan pada tahun 2025 ditargetkan seperti berikut :

• Panas Bumi : 9,500 MW

• Mikro hidro : 500 MW (on grid) and 330 MW (off grid)

• Energi Surya : 80 MW • Biomassa : 810 MW

• Energi Angin : 250 MW (on grid) and 5 MW (off grid)

• Bio-diesel : 4.7 juta kiloliter

• Gasohol : 5% dari konsumsi minyak bumi

Undang-undang No.30/2007

Tentang Energi

Menurut Undang-undang No.30/2007, energi akan dikelola di bawah prinsip penggunaan yang menguntungkan, rasionalitas, efisiensi yang adil, peningkatan nilai tambah, keberlanjutan, kesejahteraan masyarakat, pengawetan fungsi lingkungan, ketahanan nasional, dan integritas dengan memprioritaskan kemampuan nasional.

Penetapan dan penggunaan energi menurut Undang-undang ini diatur sebagai berikut :

1. Energi akan dibuat tersedia melalui : inventarisasi sumber daya energi; meningkatkan cadangan energi; mengembangkan keseimbangan energi; membuat variasi, melestarikan, dan mengintensifkan sumber daya energi dan energi; dan menjamin bahwa sumber daya energi dan energi didistribusikan, dihantarkan,

1.3. TENT

ANG ENER

GI TERB

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN PENG ANT AR ET

dan disimpan dengan baik.

2. Prioritas untuk penyediaan energi oleh Pemerintah dan/atau pemerintah daerah akan diberikan pada daerah yang dalam pengembangan, daerah terpencil, dan daerah pedesaan dengan memakai sumber daya energi lokal, khususnya sumber daya energi terbarukan.

3. Daerah yang memproduksi sumber daya energi akan diprioritaskan untuk memperoleh energi dari sumber energi lokal.

4. Penentuan energi dan energi terbarukan akan ditingkatkan oleh Pemerintah dan pemerintah daerah menurut otoritas mereka masing-masing.

5. Setiap entitas bisnis, pendirian bisnis permanen dan individual yang menyediakan energi dari sumber energi yang baru dan sumber energi terbarukan dapat memperoleh fasilitas dan/atau insentif dari Pemerintah

dan/atau pemerintah daerah menurut otoritas mereka masing-masing untuk jangka waktu tertentu sampai tercapai nilai ekonomis.

• Program Elektrifikasi Pedesaan

Sampai tahun 2005, dari 62.929 desa di Indonesia, 58.962 (84,32%) telah dielektrifikasi melayani 14,2 juta pelanggan rumah tangga pedesaan (RUKN,2006). Ini berarti bahwa 10.967 desa tidak punya akses listrik. Target yang meningkat secara bertahap telah ditetapkan, untuk mencapai rasio elektrifikasi sebesar 90,4% pada tahun 2020, dan 93% pada tahun 2025. Sedikit berbeda dengan target nasional, skema target yang lain diperkenalkan oleh PLN, disebut Visi 75/100, yang menargetkan bahwa pada tahun 2020, perayaan ulang tahun Indonesia ke-75, rasio elektrifikasi akan mencapai 100%.

Mengingat jaringan utama dari Gambar 1: Target Energi Mix Nasional 2025 (Peraturan Pemerintah No.5/2006

MODUL

1

PENGANTAR ET

Perusahaan Listrik Negara (PLN) tidak mampu memenuhi 50 – 60% kebutuhan elektrifikasi pedesaan, ada potensi besar untuk mengembangkan listrik di luar jaringan dengan menggunakan energi terbarukan. Departemen Sumber Daya Energi dan Mineral (MEMR) mengeluarkan Keputusan Menteri No.1122 K/30/ MEM/2002 tentang Pembangkit Tenaga Kecil yang Terdistribusi (PSK Tersebar) pada 12 Juni 2002 untuk menjamin ketersediaan listrik dengan memberikan peluang bisnis bagi produsen listrik skala kecil yang memakai energi terbarukan untuk menjual listrik ke PLN dengan harga yang distandarisasikan, dengan kapasitas total maksimum yang terpasang sebesar 1 MW. Sumber energi terbarukan yang tercakup dalam keputusan meliputi: angin, surya, mini/mikro hidro, produk pertanian atau limbah industri, sumber dendro-thermal (kayu) atau energi panas bumi. Keputusan ini dimaksudkan untuk merangsang sektor swasta seperti pemerintah daerah untuk menemukan potensial produksi energi terbarukan untuk pembangkit listrik. Harga jual pembangkit listrik dari PSK Tersebar adalah harga pada titik interkoneksi dengan sistem PLN. Harga jualnya adalah 80% dari biaya produksi per KWh (HPP atau Harga Pokok Penjualan) dihubungkan ke kisi-kisi tegangan menengah dan 60% HPP, ketika menjual listrik berdasarkan kapasitas non perusahaan. Peraturan Menteri No. 002/2006 dikeluarkan untuk mengatur pengusahaan tenaga listrik skala menengah (1-10 MW) yang menggunakan energi terbarikan. Kedua regulasi diatas direvisi melalui Peraturan Menteri ESDM

Nomor 31/2009 yang menetapkan Harga Pembelian Tenaga Listrik oleh PT PLN (Persero) dari Pembangkit Tenaga Listrik Yang Menggunakan Energi Terbarukan Skala Kecil dan Menengah Atau Kelebihan Tenaga Listrik.

Departemen dan lembaga yang berurusan dengan pengembangan energi terbarukan dan elektrifikasi pedesaan meliputi : 1. Direktorat Jendral Energi Baru

Terbarukan dan Konservasi Energi (DJEBTKE), Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (dulu Direktorat Jendral Listrik dan Pemanfaatan Energi (DJLPE).

2. Lembaga Penerbangan dan Antariksa (LAPAN)

3. Departemen Koperasi dan Usaha Kecil Menengah

4. Perusahaan Listrik Negara (PLN) 5. Departemen Pekerjaan Umum (untuk

tenaga hidro)

6. Badan Penerapan dan Penilaian Teknologi (BPPT)

7. Berbagai institusi Pemerintah yang lain dan institusi pendidikan, berbagai organisasi non-pemerintah (LSM) dan agensi pembangunan dan kerjasama internasional.

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 Surya

Energi surya merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang dimanfaatkan melalui dua macam teknologi yaitu teknologi fotovoltaik (PV) dan teknologi fototermik (surya termal). Teknologi PV mengkonversi langsung cahaya matahari menjadi listrik melalui perangkat semikonduktor yang disebut sel surya, sedangkan teknologi surya termal memanfaatkan panas dari radiasi matahari dengan menggunakan alat pengumpul panas atau yang biasa disebut kolektor surya.

Teknologi PV dimanfaatkan untuk pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) berupa sistem terpusat (centralized), sistem tersebar (stand alone) dan sistem hibrida (hybrid system). Centralized PV system adalah pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) yang mensuplai listrik secara terpusat untuk berbagai lokasi/ beban yang bersifat on grid maupun off grid. Sistem stand alone hanya mensuplai listrik khusus untuk kebutuhan beban yang tersebar di masing-masing lokasi dan bersifat off grid. Pada sistem hybrid, PLTS digunakan bersama-sama dengan sistem pembangkit lainnya dalam mensuplai listrik. Komponen sistem umumnya terdiri dari rangkaian sel surya yang membentuk modul surya (PV Panel) dan beberapa komponen pendukung seperti baterai, inverter, sistem kontrol dan lain-lain yang

disebut juga sebagai balance of system / BOS. Aplikasi teknologi PV antara lain: PLTS pedesaan / perkotaan (on grid / off grid), Solar Home System (SHS), solar street lighting, solar pumping, BST solar, solar refrigerator, etc.

Pada sistem surya termal, kolektor surya menyerap radiasi matahari dan mengkonversinya menjadi energi panas yang digunakan untuk memanaskan medium fluida seperti air atau udara yang dapat digunakan secara langsung atau pun tidak langsung untuk berbagai aplikasi seperti ; pemanas air (water heater), pengering hasil pertanian (solar dryer), distilasi / desalinasi, memasak (solar cooker), pendingin surya (solar cooling), pembangkit listrik (solar thermal power plant), etc. Selain itu teknologi surya termal juga berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai sumber pemanas tambahan untuk proses-proses produksi pada industri yang membutuhkan energi termal.

Potensi energi surya di Indonesia sangat besar sekitar 4.8 KWh/m2 atau setara dengan 112.000 GWP yang didistribusikan sepanjang tahun dimana kepulauan Sulawesi, Papua, Nusa Tenggara, dan Maluku memiliki rata-rata penyinaran surya yang lebih tinggi. Potensial kumulatif dari energi surya dapat mencapai 1203.75.106

MW. Tetapi, energi surya yang digunakan sejauh ini hanya menyediakan 10 MWp.

1.4. JENIS TEKNOLOGI

MODUL

1

PENGANTAR ET

Pada tahun 2008, kapasitas sel surya yang dipasang mencapai 8 MW yang mana 1.38 MW adalah Solar Home System (SHS), yang juga disebut Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Pemerintah menargetkan untuk memasang 33.000 unit SHS pada sejumlah desa terpencil di Indonesia pada tahun 2009, yang mana akan menggunakan sampai dengan 40 persen dari total anggaran yang dialokasikan untuk elektrifikasi pedesaan. 1

Pemerintah telah mengeluarkan Road Map ‘penggunaan energi surya’ yang menetapkan target 0,87 GW dari kapasitas SHS yang terpasang sampai dengan tahun 2025, atau kira-kira 50 MWp/tahun. Target ini menunjukkan potensial untuk pasar yang signifikan untuk mengembangkan energi surya di masa mendatang.

Solar Photovoltaic (PV) atau

Fotovoltaik

Sistem PV kebanyakan diterapkan dalam pedesaan dan daerah terpencil atau pada daerah potensial tenaga surya namun tidak memiliki akses ke jaringan listrik PLN. Penggunaan PV kebanyakan untuk elektrifikasi pedesaan, pemompaan air, telekomunikasi, dan lemari pendingi di klinik kesehatan pedesaan. Sistem PV yang dipasang biasanya punya rentang kapasitas dari 40 Wp sampai 80 Wp per unit.

Perlengkapan PV-SHS terdiri dari sel surya

1 _{Kompas (2008). PLTS Solusi Atasi}

Kekuran-gan Listrik Di Bengkulu’. Kompas, 28 Septem-ber 2008

dan panel, kabel, sistem kendali, lampu dan perlengkapan asesoris lainnya dan baterai.

Sel surya atau dalam dunia internasional lebih dikenal sebagai solar cell atau photovoltaic cell, merupakan sebuah peralatan semikonduktor yang memiliki permukaan yang luas dan terdiri dari rangkaian dioda tipe P dan N, yang mampu merubah energi sinar matahari menjadi energi listrik. Solar cell memiliki banyak aplikasi dan cocok untuk digunakan bila tenaga listrik dari jaringan/grid tidak tersedia, seperti di wilayah terpencil, satelit pengorbit, kalkulator, pompa air, dll.

Energi radiasi matahari dirubah menjadi arus listrik searah dengan mempergunakan lapisan-lapisan tipis dari silicon (Si) murni dan bahan semi konduktor lainnya, yang disebut solar cell yang besarnya sekitar 10 ~ 15 cm persegi. Pada saai ini silicon merupakan bahan yang paling banyak dipakai, dan merupakan suatu unsur yang banyak terdapat di alam.

Tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu sel surya sangat kecil maka beberapa sel surya harus digabungkan sehingga terbentuklah satuan komponen yang disebut module. Produk yang dikeluarkan oleh industri-industri sel surya adalah dalam bentuk modul ini.

Pada applikasinya, karena tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu module masih cukup kecil (rata-rata maksimum tenaga listrik yang dihasilkan 130 W) maka dalam pemanfaatannya beberapa module digabungkan dan terbentuklah

1.4. TEKNOL

OGI ENER

GI TERB

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN PENG ANT AR ET

apa yang disebut array. Sebagai contoh untuk menghasilkan listrik sebesar 3 kW dibutuhkan array seluas kira-kira 20 ~ 30 meter persegi. Untuk lebih jelasnya, hirarki module dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Hirarki module (cell-module-array)

Sasaran dan strategi

Pengembangan PV ( Fotovoltaik) di

Indonesia

Sasaran Pengembangan Fotovoltaik di Indonesia :

• Semakin berperannya pemanfaatan

energi surya fotovoltaik dalam penyediaan energi di daerah perdesaan, sehingga pada tahun 2020 kapasitas terpasangnya menjadi 25 MW.

• Semakin berperannya pemanfaatan

energi surya di daerah perkotaan.

• Semakin murahnya harga energi dari

solar photovoltaic , sehingga tercapai tahap komersial.

• Terlaksananya produksi peralatan

Sistem Energi Surya Fotovoltaik (SESF) dan peralatan pendukungnya di dalam negeri yang mempunyai kualitas tinggi dan berdaya saing tinggi.

Strategi pengembangan energi surya fotovoltaik di Indonesia adalah sebagai berikut:

• Mendorong pemanfaatan SESF secara

terpadu, yaitu untuk keperluan penerangan dan kegiatan produktif. Mengembangkan SESF melalui dua pola, yaitu pola tersebar dan terpusat yang disesuaikan dengan kondisi lapangan. Pola tersebar diterapkan apabila letak rumah-rumah penduduk menyebar dengan jarak yang cukup jauh, sedangkan pola terpusat diterapkan apabila letak rumah-rumah penduduk terpusat.

• Mengembangkan pemanfaatan SESF

di perdesaan dan perkotaan.

• Mendorong komersialisasi SESF

dengan memaksimalkan keterlibatan swasta.

• Mengembangkan industri SESF dalam

negeri yang berorientasi ekspor.

• Mendorong terciptanya sistem dan

pola pendanaan yang efisien dengan melibatkan dunia perbankan.

Peluang Pemanfaatan Fotovoltaik

Kondisi geografis Indonesia yang terdiri atas pulau-pulau yang kecil dan banyak yang terpencil menyebabkan sulit untuk dijangkau oleh jaringan listrik yang bersifat terpusat. Untuk memenuhi kebutuhan energi di daerah-daerah semacam ini,

MODUL

1

PENGANTAR ET

salah satu jenis energi yang potensial untuk dikembangkan adalah energi surya. Dengan demikian, energi surya dapat dimanfaatkan untuk p enyedian listrik dalam rangka mempercepat rasio elektrifikasi desa.

Selain dapat digunakan untuk program listrik perdesaan, peluang pemanfaatan energi surya lainnnya adalah:

• Lampu penerangan jalan dan

lingkungan;

• Penyediaan listrik untuk rumah

peribadatan.

• Penyediaan listrik untuk sarana

umum. Dengan daya kapasitas 400 Wp sudah cukup untuk memenuhi listrik sarana umum;

• Penyediaan listrik untuk sarana

pelayanan kesehatan, seperti: rumah sakit, Puskesmas, Posyandu, dan Rumah Bersalin;

• Penyediaan listrik untuk Kantor

Pelayanan Umum Pemerintah. Tujuan pemanfaatan SESF pada kantor pelayanan umum adalah untuk membantu usaha konservasi energi dan mambantu PLN mengurangi beban puncak disiang hari;

• Untuk pompa air ( solar power supply

for waterpump ) yang digunakan untuk pengairan irigasi atau sumber air bersih (air minum).

Kendala Pengembangan Fotovoltaik di Indonesia

• Harga modul surya yang merupakan

komponen utama SESF masih mahal mengakibatkan harga SESF menjadi mahal, sehingga kurangnya minat lembaga keuangan untuk memberikan kredit bagi pengembangan SEEF;

• Sulit untuk mendapatkan suku cadang

dan air accu , khususnya di daerah perdesaan, menyebabkan SESF cepat rusak;

• Pemasangan SESF di daerah perdesaan

pada umumnya tidak memenuhi standar teknis yang telah ditentukan, sehingga kinerja sistem tidak optimal dan cepat rusak.;

• Pada umumnya, penerapan SESF

dilaksanakan di daerah perdesaan yang sebagian besar daya belinya masih rendah, sehingga pengembangan SESF sangat tergantung pada program Pemerintah;

• Belum ada industri pembuatan

sel surya di Indonesia, sehingga ketergantungan pada impor sangat tinggi. Akibatnya, dengan menurunnya nilai tukar rupiah terhadap dolar menyebabkan harga modul surya menjadi semakin mahal.

Sistem Pemanas Surya

Penerapan sistem panas surya adalah penerapan kolektor untuk proses pasca panen yang digunakan untuk produk pertanian tertentu yang membutuhkan kualitas standar ekspor seperti kopi, kokoa, tembakau, dan teh, sebagai pengganti pengeringan tradisional dengan surya. Ada peningkatan permintaan untuk

1.4. TEKNOL

OGI ENER

GI TERB

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN PENG ANT AR ET

penggunaan panas surya untuk air minum di daerah pulau melalui sistem desalinasi air laut.

Beberapa peralatan yang telah dikuasai perancangan dan produksinya seperti sistem atau unit berikut:

• Pengering pasca panen (berbagai

jenis teknologi);

• Pemanas air domestic; • Pemasak/oven;

• Pompa air

• Penyuling air ( Solar Distilation/Still ); • Pendingin (radiatif, absorpsi,

evaporasi, termoelektrik, kompressip, tipe jet);

• Sterilisator surya;

• Pembangkit listrik dengan

menggunakan konsentrator dan fluida kerja dengan titik didih rendah. Untuk skala kecil dan teknologi yang sederhana, kandungan lokal mencapai 100 %, sedangkan untuk sistem dengan skala industri (menengah) dan menggunakan teknologi tinggi (seperti pemakaian Kolektor Tabung Hampa atau Heat Pipe ), kandungan lokal minimal mencapai 50%.

Peluang Pemanfaatan Energi Surya

Termal

Prospek teknologi energi surya termal cukup besar, terutama untuk mendukung peningkatan kualitas pasca-panen komoditi pertanian, untuk bangunan komersial atau perumahan di perkotaan. Prospek pemanfaatannya dalam

sektor-sektor masyarakat cukup luas, yaitu:

• Industri, khususnya agro-industri

dan industri pedesaan, yaitu untuk penanganan pasca-panen hasil-hasil pertanian, seperti: pengeringan (komoditi pangan, perkebunan, perikanan/peternakan, kayu olahan) dan juga pendinginan (ikan, buah dan sayuran);

• Bangunan komersial atau perkantoran,

yaitu: untuk pengkondisian ruangan ( Solar Passive Building , AC) dan pemanas air;

• Rumah tangga, seperti: untuk

pemanas air dan oven/ cooker ;

• PUSKESMAS terpencil di pedesaan,

yaitu: untuk sterilisator, refrigerator vaksin dan pemanas air.

Kendala Pengembangan Energi

Surya Termal

Kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan surya termal adalah:

• Teknologi energi surya termal untuk

memasak dan mengeringkan hasil pertanian masih sangat terbatas. Akan tetapi, sebagai pemanas air, energi surya termal sudah mencapai tahap komersial. Teknologi surya termal masih belum berkembang karena sosialisasi ke masyarakat luas masih sangat rendah;

• Daya beli masyarakat rendah,

MODUL

1

PENGANTAR ET

• Sumber daya manusia (SDM) di

bidang surya termal masih sangat terbatas. Saat ini, SDM hanya tersedia di Pulau Jawa dan terbatas lingkungan perguruan tinggi.

Contoh penerapan pemanas surya yang terdiri dari komponen kolektor dan drying bin dapat dilihat pada Gambar 4. Sistem pengering surya untuk kakao dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Teknologi Pengering Surya Untuk Petani Kakao (AMARTA, 2009)

Implementasi Teknologi Energi

Surya

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 ET

Pemerintah 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