i
PERANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA BIOGAS KOTORAN SAPI
DI BANGKA BOTANICAL GARDEN
PANGKALPINANG
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Guna Meraih Gelar Sarjana S-1
Oleh :
SAHARZA RUSEN
102 1011 006
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
iii
v
INTISARI
Kotoran sapi di Bangka Botanical Garden untuk saat ini hanya digunakan sebagai pupuk dan pembangkit listrik tenaga biogas skala kecil, dimana gas yang dihasilkan hanya digunakan untuk bahan bakar kompor gas. Pada tugas akhir ini akan dibahas mengenai perancangan pembangkit listrik tenaga biogas kotoran sapi di Bangka Botanical Garden agar potensi gas yang dihasilkan bisa dimanfaatkan sebagai sumber listrik sehingga pemanfaatannya lebih efisien dan maksimal. Metode yang digunakan adalah metode pengumpulan dan pengolahan data yang kemudian dilanjutkan dengan perancangan pembangkit listrik tenaga biogas yang terdiri dari bak pemasukan slurry, digester, bak pengeluaran slurry, bak penampungan slurry, bak penampung biogas dan generator, serta perhitungan biaya pembangkitan PLTBiogas. Berdasarkan hasil dari penelitian didapatkan potensi kotoran sapi yang digunakan sebagai bahan utama biogas sebanyak 2.500 kg/hari. Digester yang digunakan adalah digester tipe kubah tetap dengan potensi biogas yang dihasilkan sebesar 20 m³. Generator yang digunakan sebanyak satu adalah Rp 38.415.062,2 dengan asumsi harga listrik PLN dalam waktu 10 tahun tidak mengalami perubahan.
vii
ABSTRACT
Cow dung in Bangka Botanical Garden is currently only used as fertilizer and biogas power plants smaller scale, where gas is generated only used to fuel a gas stove. In this final project will be discussed about the design of power plants biogas manure in Bangka Botanical Garden so that the potential of the gas produced can be used as a power source so that more efficient and maximum utilization. The method used is the method of collection and processing of data which is then followed by the design of the biogas power plant consisting of slurry income tub, digester, like spending slurry, slurry tanks, biogas tank and generator, as well as the calculation of cost of generation PLTBiogas. Based on the results of the research showed the potential for cow dung is used as the main ingredient biogas up to 2,500 kg / day. Digester used is fixed dome digester types with the potential for biogas generated by 20 m³. Generator is used as a single unit with an output power of 4800 Watts so that the electrical energy generated during the 12 hours of 56.4 kWh. The results of economic calculations PLTBiogas generation costs in the BBG Rp 1018.29 per kWh to the cost of electricity in the month of November 2016 is Rp 1461.8. obtained difference in energy consumption costs PLN with PLTBiogas electricity for 10 years was Rp 38,415,062.2 assuming the price of the electricity in 10 years has not changed
Keywords: Bangka Botanical Garden, Biogas, Digester, cow dung.
HALAMAN PERSEMBAHAN
Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Karya tulis ini penulis
persembahkan kepada :
“Ayahanda Tercinta Syamsul Hasan yang menjadi semangat dan motivasi
untuk selalu bersungguh-sunguh dalam melakukan pekerjaan apapun, agar hasil
yang didaptkan maksimal. Serta Ibu dan kakak serta adik saya , Ibu Komalasari,
Kurniawati, Sulistri, Gina Maulanda dan Rio Saputra yang selalu memberikan
dukungan dan doa disetiap usaha serta rasa terimakasih atas kesabaran sehingga
penulis bisa menyelesaikan studi di Jurusan Teknik Elektro”.
Penulis menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ibu Rika Favoria Gusa,S.T.,M.Eng, selaku Pembimbing Utama tugas akhir
saya dari jurusan Teknik Elektro Universitas Bangka Belitung.
2. Bapak Rudy Kurniawan,S.T,.M.T. selaku Pembimbing pendamping tugas
akhir saya dari jurusan Teknik Elektro Universitas Bangka Belitung.
3. Bapak Irwan Dinata, S.T., M.T, Selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro, dan
selaku Penguji I tugas akhir saya dari jurusan Teknik Elektro Universitas
Bangka Belitung.
4. Bapak Ghiri Basuki Putra, S.T., M.T. Selaku Penguji II tugas akhir saya dari
jurusan Teknik Elektro Universitas Bangka Belitung.
5. Bapak Wahri Sunanda, S.T., M.Eng. Selaku Dosen Pembimbing Akademik
Teknik Elektro Angkatan 2010 Fakultas Teknik Universitas Bangka
ix
6. Dosen dan Staf Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Bangka
Belitung.
7. Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Elektro Universitas Bangka Belitung
(UBB) khususnya angkatan 2010 atas kerjasamanya dan dukungannya.
8. Dan beberapa pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu atas
bantuan, baik secara langsung maupun yang tidak langsung dalam
pelaksanaan Penelitian maupun penyusunan Laporan Tugas Akhir ini.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan
hidayah-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Skripsi dengan
judul PERANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOGAS DI
BANGKA BOTANICAL GARDEN, PANGKAL PINANG
Laporan Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam
memperoleh gelar sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Bangka Belitung.
Dengan Segala kerendahan hati Penulis hanya dapat memanjatkan doa, puji,
dan syukur semoga Allah SWT membalas budi baik semua pihak yang telah
membantu dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini.
Balun Ijuk, Januari 2017
Penyusun
Saharza Rusen
xi
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN PENELITIAN ... iv
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... v
INTISARI ... vi
ABSTRAK ... vii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... viii
KATA PENGANTAR ... x
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR TABEL………...xv
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR ISTILAH ... xvii
DAFTAR SINGKATAN ... xviii
DAFTAR LAMPIRAN...xix
1.6 Keaslian Penelitian ... 5
1.7 Sistematika Penulisan ... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... 10
2.1 Tinjauan Pustaka ... 10
2.2 Landasan Teori ... 12
2.2.1. Pengertian Biogas ... 12
2.2.2. Teknologi Digester ... 15
2.2.3. Model Instalasi Biogas ... 17
2.2.4. Generator Biogas (Biogenset) ... 21
2.2.5. Perhitungan Voume Biodigester ... 22
2.2.6. PerhitunganVolume Bangunan ... 23
2.2.7. Perhitungan Aspek Ekonomi PLTBiogas ... 24
BAB III METODE PENELITIAN ... .26
3.1 Tempat Penelitian ... 26
3.2 Alat Penelitian ... 28
3.3 Data Penelitian ... 28
3.4 Langkah Penelitian ... 28
3.4.1. Diagram Alir Penelitian ... 29
3.4.2. Perancangan ... .30
3.4.2.1. Digester ... 31
3.4.2.2. Model Bak Pemasukan Slurry ... 32
3.4.2.3. Bak Pengeluaran Slurry ... 33
xiii
3.4.2.6. Biogenerator ... 35
3.5. Perhitungan Ekonomis PLTBiogas ... 37
3.5.1. Perhitungan Biaya Modal ... 37
3.5.2. Perhitungan Biaya Operasi dan Perawatan (O&M Coast) .. 37
3.5.3. Perhitungan Biaya Total dan Perbandingan Listrik... 37
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 39
4.1. Potensi Sapi di BBG dan Pemanfaatannya ... 39
4.1.1. Potensi Sapi ... 39
4.1.2. Potensi Produksi Biogas ... 40
4.2. Penggunaan Generator ... 41
4.3.2. Bak Pemasukan slurry ... 46
4.3.3. Bak Pengeluaran slurry ... 47
4.3.4. Bak Penampung Slurry ... 47
4.3.5. Penampung Biogas ... 48
4.3.6. Katup Pengalir dan Pemutus Aliran Gas ... 49
4.4. Hasil Perancangan dan Prinsip Kerja PLTBiogas ... 50
4.4.1. Prinsip Kerja Pembentukan Biogas ... 50
4.4.2. Prinsip Kerja Biogas Menjadi Listrik ... 51
4.5. Analisis Aspek Ekonomis PLTBiogas di BBG ... 52
4.5.1. Biaya Modal (Capital Coast) ... 52
4.5.2. Biaya Operasi dan Perawatan ... 53
4.5.3. Biaya Pembangkitan Total... 55
4.5.4. Perbandingan Harga Listrik PLN dengan PLTBiogas ... 55
BAB V PENUTUP ... 59
5.1. Kseimpulan ... 59
5.2. Saran... 60
DAFTAR PUSTAKA ... 61
LAMPIRAN ... 62
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Kesetaraan Biogas dengan Beberapa Sumber Energi Lain ... 14
Tabel 2.2. Potensi Produksi gas dari Beberapa Jenis Kotoran Hewan... 14
Tabel 3.1.Spesifikasi Biogenerator ... 36
Tabel 4.1. Jenis dan Jumlah Sapi di BBG ... 39
Tabel 4.2. Potensi Biogas ... 40
Tabel 4.3. Perkiraan Beban ... 41
Table 4.4. Perkiraan Biaya Pembuatan Bangunan ... 52
Tabel 4.6. Perkiraan Biaya Upah Tukang Bangunan ... 53
Tabel 4.7. Perhitungan Selisih harga Listrik PLN dengan PLTBiogas... 56
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Peralatan dan Proses Pengolahan dan Pemanfaatan Biogas ... 15
Gambar 2.2. Jenis Digester ... 17
Gambar 2.3. Insatalasi Biogas Model Plastik ... 19
Gambar 2.4. Instalasi Biogas Model Drum ... 20
Gambar 2.5. Instalasi Biogas Model Bata ... 20
Gambar 2.6. Generator ... 22
Gambar 3.1. Potensi Sapi ... 27
Gambar 3.2. PLTBiogas di BBG dan Penggunaanya ... 27
Gambar3.3. Diagram Alir Penelitian ... 29
Gambar 3.4. Digester ... 32
Gambar 3.5. Bak Pemasukan Slurry ... 32
Gambar 3.6. Bak Pengeluaran... 33
Gambar 3.7. Bak Penampung Slurry ... 34
xvii
DAFTAR ISTILAH
SLURRY : Cairan Kotoran Sapi
INFLEK : Bak Pemasukan
DAFTAR SINGKATAN BBG : Bangka Botanical Garden
PLTBiogas : Pembangkit Listrik Tenaga Biogas
PLN : Perusahaan Listrik Negara
DAFTAR SINGKATAN BBG : Bangka Botanical Garden
PLTBiogas : Pembangkit Listrik Tenaga Biogas