JENIS-JENIS SUMBER DAYA ENERGY
Energi sudah menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari kehidupan manusia. Seiring dengan meningkatnya pembangunan terutama di sektor industri, pertumbuhan ekonomi dan penduduk, kebutuhan akan energi terus meningkat. Energi dari minyak bumi, gas dan batubara masih menjadi sumber energi terbesar yang dimanfaatkan di Indonesia yaitu sekitar 88 % dari keseluruhan konsumsi energi nasional. Sayangnya sumber energi tersebut merupakan sumber daya alam tidak terbarukan yang akan habis pada masa depan.
Alam Indonesia menjanjikan potensi energi yang luar biasa besarnya. Renewable energy merupakan salah satu pilihan untuk mengatasi ancaman krisis energi pada masa depan. Namun sayangnya pemanfaatan renewable energy di Indonesia belum optimal. Potensi panas bumi di Indonesia merupakan yang terbesar di dunia. Indonesia menyimpan 40% cadangan panas bumi dunia yang setara dengan 27 GW tetapi baru dimanfaatkan sebesar 800 MW. Pemanfaatan tenaga surya yang masih kecil padahal Indonesia yang secara geografis berada di daerah khatulistiwa memiliki potensi tenaga surya yang besar. Pemanfaatan air sebagai pembangkit listrik pun masih rendah padahal berbagai macam potensi air seperti danau, sungai, laut maupun air terjun melimpah ruah di Indonesia. Sebagai negara tropis hampir keseluruhan jenis tanaman penghasil minyak nabati dapat tumbuh dengan cepat di Indonesia. Pemanfaatan biofuel masih rendah yaitu sekitar 2% dibandingkan dengan minyak bumi sebesar 63% dari konsumsi energi nasional.
Di masa depan renewable energy seharusnya memiliki peranan penting untuk mememuhi kebutuhan energi nasional. Pemanfaatan geothermal energi sebagai sumber energi pembangkit listrik yang ramah lingkungan harus lebih dioptimalkan. Hydropower yang merupakan energi yang sangat potensial di Indonesia dapat dimanfaatkan dengan banyak cara baik sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), mini/mikro hydro, tidal energi, maupun pump storage power plant tergantung kondisi geografis. Pemanfaatan mini/mikro hydro dapat berperan sangat besar untuk membangun energi di daerah terpencil yang memiliki potensi sungai yang baik. Tenaga surya dapat sangat berperan untuk membangun desa mandiri energi dengan teknologi sel surya.
Pembangkit listrik tenaga surya memiliki kelebihan seperti sumber yang selalu ada, ramah lingkungan, dll. Sebagai negara tropis, Indonesia memiliki kekayaan hayati yang luar biasa. Minyak nabati menjadi sebuah potensi untuk mengatasi menipisnya cadangan minyak di Indonesia. Minyak nabati merupakan sumber energi terbarukan yang ramah lingkungan. Minyak nabati dapat diimplementasikan menjadi biodiesel ataupun bioetanol yang dapat menggantikan peranan bahan bakar fosil.
Minyak bumi, gas dan batubara masih mendominasi kancah energi nasional. Ketergantungan terhadap nonrenewable energy harus diminimalisir. Dibutuhkan proses secara perlahan untuk mengatasi ketergantungan terhadap sumber daya alam yang kian menipis tersebut. Untuk itu harus dilakukan optimalisasi pemanfaatan renewable energy dalam berbagai sektor secara bertahap. Mixing energy antara energi fosil dan renewable energy dapat dilakukan mengingat keanekaragaman potensi energi yang ada di Indonesia. Infrastruktur energi pun harus memadai mengingat ketidaksesuaian antara persebaran sumber energi dan konsumen di Indonesia. Untuk merealisasikan hal tersebut dibutuhkan fokus bersama mulai dari regulasi yang mendukung, riset dan teknologi, investasi, maupun kultur dari masyarakat.
Optimalisasi pemanfaatan renewable energy dan bahan bakar fosil saja untuk mengatasi ancaman krisis energi tidaklah cukup. Seiring berjalannya waktu kebutuhan energi semakin besar. Konsumsi energi yang terus meningkat dapat diredam dengan penggunaan energi secara hemat dan bijak baik dalam skala industri maupun kultur sehari-hari. Implementasi renewable energi dan penggunaan energi secara bijak merupakan langkah terbaik bagi penyediaan energi yang berkelanjutan.
Pembangkit Listrik Tenaga Air (Microhydro)
Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakan energi air. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya (resources) penghasil listrik adalah memiliki kapasitas aliran dan ketiggian tertentu dad instalasi. Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.
Biasanya Mikrohidro dibangun berdasarkan kenyataan bahwa adanya air yang mengalir di suatu daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang memadai. Istilah kapasitas mengacu kepada jumlah volume aliran air per satuan waktu (flow capacity) sedangan beda ketinggian daerah aliran sampai ke instalasi dikenal dengan istilah head. Mikrohidro juga dikenal sebagai white resources dengan terjemahan bebas bisa dikatakan “energi putih”. Dikatakan demikian karena instalasi pembangkit listrik seperti ini mengunakan sumber daya yang telah disediakan oleh alam dan ramah lingkungan. Suatu kenyataan bahwa alam memiliki air terjun atau jenis lainnya yang menjadi tempat air mengalir. Dengan teknologi sekarang maka energi aliran air beserta energi perbedaan ketinggiannya dengan daerah tertentu (tempat instalasi akan dibangun) dapat diubah menjadi energi listrik,
Secara teknis, mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sebagai sumber energi), turbin dan generator. Mikrohidro mendapatkan energi dari aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian tertentu. Pada dasarnya, mikrohidro memanfaatkan energi potensial jatuhan air (head). Semakin tinggi jatuhan air maka semakin besar energi potensial air yang dapat diubah menjadi energi listrik. Di samping faktor geografis (tata letak sungai), tinggi jatuhan air dapat pula diperoleh dengan membendung aliran air sehingga permukaan air menjadi tinggi. Air dialirkan melalui sebuah pipa pesat kedalam rumah pembangkit yang pada umumnya dibagun di bagian tepi sungai untuk menggerakkan turbin atau kincir air mikrohidro. Energi mekanik yang berasal dari putaran poros turbin akan diubah menjadi energi listrik oleh sebuah generator.
Mikrohidro bisa memanfaatkan ketinggian air yang tidak terlalu besar, misalnya dengan ketinggian air 2.5 meter dapat dihasilkan listrik 400 watt. Relatif kecilnya energi yang dihasilkan mikrohidro dibandingkan dengan PLTA skala besar, berimplikasi pada relatif sederhananya peralatan serta kecilnya areal yang diperlukan guna instalasi dan pengoperasian mikrohidro. Hal tersebut merupakan salah satu keunggulan mikrohidro, yakni tidak menimbulkan kerusakan lingkungan. Perbedaan antara Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dengan mikrohidro terutama pada besarnya tenaga listrik yang dihasilkan, PLTA dibawah ukuran 200 KW digolongkan sebagai mikrohidro. Dengan demikian, sistem pembangkit mikrohidro cocok untuk menjangkau ketersediaan jaringan energi listrik di daerah-daerah terpencil dan pedesaan.
Keuntungan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
1. Dibandingkan dengan pembangkit listrik jenis yang lain, PLTMH ini cukup murah karena menggunakan energi alam.
2. Memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dioperasikan di daerah terpencil dengan tenaga terampil penduduk daerah setempat dengan sedikit latihan.
3. Tidak menimbulkan pencemaran.
4. Dapat dipadukan dengan program lainnya seperti irigasi dan perikanan.
5. Dapat mendorong masyarakat agar dapat menjaga kelestarian hutan sehingga ketersediaan air terjamin.
Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
Prinsip dasar mikrohidro adalah memanfaatkan energi potensial yang dimiliki oleh aliran air pada jarak ketinggian tertentu dari tempat instalasi pembangkit listrik. Sebuah skema mikrohidro memerlukan dua hal yaitu, debit air dan ketinggian jatuh (head) untuk menghasilkan tenaga yang dapat dimanfaatkan. Hal ini adalah sebuah sistem konversi energi dari bentuk ketinggian dan aliran (energi potensial) ke dalam bentuk energi mekanik dan energi listrik. Daya yang masuk (Pgross) merupakan penjumlahan dari daya yang dihasilkan (Pnet) ditambah dengan faktor kehilangan energi (loss) dalam bentuk suara atau panas. Daya yang dihasilkan merupakan perkalian dari daya yang masuk dikalikan dengan efisiensi konversi (Eo).
Pnet = Pgross ×Eo kW
Daya kotor adalah head kotor (Hgross) yang dikalikan dengan debit air (Q) dan juga dikalikan dengan sebuah faktor gravitasi (g = 9.8), sehingga persamaan dasar dari pembangkit listrik adalah :
Pnet = g ×Hgross × Q ×Eo kW
Dimana head dalam meter (m), dan debit air dalam meter kubik per detik (m/s3).
Sytem Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air (hydropower)
1. Dam/Bendungan Pengalih (intake). Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai ke dalam sebuah bak pengendap.
2. Bak Pengendap (Settling Basin). Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.
3. Saluran Pembawa (Headrace). Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.
4. Headtank (Bak Penenang). Fungsi dari bak penenang adalah untuk mengatur perbedaan keluaran air antara sebuah penstock dan headrace, dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir, kayu-kayuan.
5. Pipa Pesat (Penstock). Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah turbin.
6. Turbin. Turbin berfungsi untuk mengkonversi energi aliran air menjadi energi putaran mekanis.
7. Generator. Generator berfungsi untuk menghasilkan listrik dari putaran mekanis.
8. Pipa Hisap. Pipa hisap berfungsi untuk menghisap air, mengembalikan tekanan aliran yang masih tinggi ke tekanan atmosfer.
9. Panel kontrol. Panel kontrol berfungsi untuk menstabilkan tegangan.
10. Pengalih Beban (Ballast load). Pengalih beban berfungsi sebagai beban sekunder (dummy) ketika beban konsumen mengalami penurunan. Kinerja pengalih beban ini diatur oleh panel control
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
PT PLN (persero) menargetkan pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) sebesar 20 Megawatt pada tahun ini. Listrik tersebut rencananya akan dialirkan ke 100 pulau kecil yang tersebar di seluruh wilayah Indonesia.
“Tahun ini targetnya seratus pulau, satu pulau diperkirakan sekitar 20 kilowatt,”.
Mengenai lokasi pemasangan listrik bertenaga matahariitu, saat ini PLN masih mengkaji lokasi-lokasi yang memiliki potensi untuk mengembangkan tenaga matahari.
Perhitungan minimal satu pulau dialiri 20 kilowatt listrik bertenaga surya, didasarkan dengan perkiraan dalam satu pulau kecil tersebut terdapat setidaknya 50 Kepala Keluarga atau rumah.”Satu rumah sekitar 400 watt, berarti kalau 50 sekitar 20 kilowatt,” jelasnya.
Pembangkit tenaga surya dipilih untuk dikembangkan di pulau tersebut dengan berbagai pertimbangan, antara lain ; lokasi yang cukup jauh, sulit distribusi Bahan Bakar Minyak, dan sulit mendapatkan tenaga air atau angin yang cukup untuk dikonversi menjadi tenaga listrik.”Jadi adanya cuma matahari, itu yang kita optimalkan,”
Pada saat ini pembangkit surya yang telah terpasang baru sekitar 0,5 megawatt. Target pembangunan pembangkit surya tersebut akan terus ditingkatkan oleh PLN.
Berdasarkan data Rencana Umum Penyediaan Tenaga Listrik (RUPTL), PLN menargetkan pemasangan pembangkit surya sebesar 500 megawatt pada tahun 2019 mendatang. Itu untuk mengaliri 1000 pulau di Indonesia,
Investasi yang dibutuhkan untuk membangun pembangkit matahari tersebut, diperkirakan akan menelan biaya hingga Rp 15 triliun. Wilayah yang akan dibangun pembangkit surya terbanyak menurut rencana adalah kawasan Indonesia Timur. “Tapi, Jawa dan Bali tetap ada karena kan ada kepulauan kecil di sekitar situ,
Pembangkit Listrik Tenaga Angin/Bayu (PLTB)
Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit Listrik Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup sederhana, energi angin yang memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar rotor pada generator dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan. Secara sederhana sketsa kincir angin adalah sebagai berikut:
Indonesia, negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia yaitu ± 80.791,42 Km merupakan wilayah potensial untuk pengembangan pembanglit listrik tenaga angin, namun sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh pemerintah. Sungguh ironis, disaat Indonesia menjadi tuan rumah konfrensi dunia mengenai pemanasan global di Nusa Dua, Bali pada akhir tahun 2007, pemerintah justru akan membangun pembangkit listrik berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1 pemanasan global.
Syarat – syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dapat dilihat pada tabel berikut.
Angin kelas 3 adalah batas minimum dan angin kelas 8 adalah batas maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.
Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbarukan yang paling berkembang saat ini. Berdasarkan data dari WWEA (World Wind Energy Association), sampai dengan tahun 2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin mencapai 93.85 GigaWatts, menghasilkan lebih dari 1% dari total kelistrikan secara global. Amerika, Spanyol dan China merupakan negara terdepan dalam pemanfaatan energi angin. Diharapkan pada tahun 2010 total kapasitas pembangkit listrik tenaga angin secara glogal mencapai 170 GigaWatt.
Di tengah potensi angin melimpah di kawasan pesisir Indonesia, total kapasitas terpasang dalam sistem konversi energi angin saat ini kurang dari 800 kilowatt. Di seluruh Indonesia, lima unit kincir angin pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) sudah dibangun. Tahun 2007, tujuh unit dengan kapasitas sama menyusul dibangun di empat lokasi, masing-masing di Pulau Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit, dan Nusa Penida, Bali, serta Bangka Belitung, masing-masing satu unit. Mengacu pada kebijakan energi nasional, maka Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) ditargetkan mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA OMBAK (PLTO)
Indonesia memiliki garis pantai terpanjang kedua setelah Norwegia. Namun sayangnya potensi pantai yang ada belum banyak dimanfaatkan. Oleh karena itu sekarang ini potensi energi ombak mulai dimanfaatkan, yaitu untuk Pembangkit Listrik Tenaga Ombak. Di Indonesia sendiri sudah membangun Pembangkit Listrik Tenaga Ombak, yaitu di Parang Rucuk, Gunung Kidul, Yogyakarta.
Energi ombak adalah anergi alternative yang dibangkitkan melalui efek osilasi tekanan udara (pumping effect) di dalam geometri kolom akibat dari fluktuasi pergerakan gelombang yang masuk ke dalam chamber.
Agar bisa dimanfaatkan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Ombak, kondisi ombak sendiri haruslah mempunyai tinggi 1,5 – 2 meter dan tidak pecah sampai di pantai. PLTO tidak bisa dibangun pada sembarang pantai, karena ada sejumlah karakteristik yang diperlukan, seperti kecepatan angin, durasi angin, dan panjang daerah pembangkitan.
Potensi tingkat teknologi saat ini diperkirakan bisa mengonversi per meter panjang pantai menjadi daya listrik sebesar 20-35 kW (panjang pantai Indonesia sekitar 80.000 km, yang terdiri dari sekitar 17.000 pulau, dan sekitar 9.000 pulau-pulau kecil yang tidak terjangkau arus listrik nasional, dan penduduknya hidup dari hasil laut). Dengan perkiraan potensi semacam itu, seluruh pantai di Indonesia dapat menghasilkan lebih dari 2~3 Terra Watt Ekuivalensi listrik, bahkan tidak lebih dari 1% panjang pantai Indonesia (±800 km) dapat memasok minimal ±16 GW.
Sistem Mekanik Pada PLTO
Ada 3 cara untuk menangkap energi gelombang, yaitu:
Dengan pelampung. Dimana alat ini akan membangkitkan listrik dari hasil gerhana vertikal dan rotasional pelampung. Alat ini dapat ditambatkan pada sebuah rakit yang mengambang atau alat yang tertambat di dasar laut.
Kolom air yang berosilasi (Oscillating Water Column).
Alat ini membangkitkan listrik dari naik turunnya air akibat gelombang dalam sebuah pipa silindris yang berlubang. Naik turunnya kolom air ini akan mengakibatkan keluar masuknya udara di lubang bagian atas pipa dan menggerakkan turbin.
Wave Surge atau Focusing Devices.
Peralatan ini biasa juga disebut sebagai tapered channel atau kanal meruncing atau sistem tapchan, dipasang pada sebuah struktur kanal yang dibangun di pantai untuk mengkonsentrasikan gelombang, membawanya ke dalam kolam penampung yang ditinggikan. Air yang mengalir keluar dari kolam penampung ini yang digunakan untuk membangkitkan listrik dengan menggunakan teknologi standar hydropower.
Namun dari ketiga cara di atas yang akan disorot lebih dalam pada makalah ini adalah sistem OWC. Alat OWC ini akan menangkap energi gelombang yang mengenai lubang pintu OWC, sehingga terjadi fluktuasi atau osilasi gerakan air dalam ruang OWC, kemudian tekanan udara ini akan menggerakkan baling-baling turbin yang dihubungkan dengan generator listrik sehingga menghasilkan listrik. Untuk OWC ini ada dua macam, yaitu :
OWC tidak terapung
Untuk OWC tidak terapung prinsip kerjanya sebagai berikut. Instalasi OWC tidak terapung terdiri dari tiga bangunan utama, yakni saluran masukan air, reservoir (penampungan), dan pembangkit. Dari ketiga bangunan tersebut, unsur yang terpenting adalah pada tahap pemodifikasian bangunan saluran masukan air yang tampak berbentuk U, sebab ia bertujuan untuk menaikkan air laut ke reservoir.
Unsur yang paling penting dari instalasi PLTO adalah pada pemodifikasian saluran air masuk, kemudian dinaikkan di penampungan. Bangunan untuk memasukkan air laut ini terdiri dari dua unit, yaitu kolektor dan converter. Kolektor berfungsi menangkap ombak, menahan energinya semaksimum mungkin, lalu memusatkan gelombang tersebut ke konverter. Konverter yang didesain berbentuk saluran yang runcing di salah satu ujungnya ini selanjutnya akan meneruskan air laut tersebut naik menuju reservoir. Karena bentuknya yang spesifik ini, saluran tersebut dinamakan tapchan (tappered channel).
Setelah air tertampung pada reservoir, proses pembangkitan listrik tidak berbeda dengan mekanisme kerja yang ada pada pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Air yang sudah terkumpul itu diterjunkan ke sisi bangunan yang lain. Energi potensial inilah yang berfungsi menggerakkan atau memutar turbin pembangkit listrik. Turbin tersebut didesain untuk bisa bekerja dengan generator putaran dua arah. Sistem yang berfungsi mengonversi energi mekanik menjadi listrik terletak di atas permukaan laut dan terisolasi dari air laut dengan meletakkannya di dalam ruang khusus kedap air sehingga bisa dipastikan tidak bersentuhan dengan air laut.
Dengan sistem yang dimilikinya, pembangkit listrik tersebut bisa memanfaatkan efisiensi optimal dari energi gelombang dengan meminimalisasi gelombang-gelombang yang ekstrem. Efisiensi optimal bisa didapat ketika gelombang dalam kondisi normal. OWC ini dapat diletakkan di sekitar ±50 m dari garis pantai pada kedalaman sekitar ±15 m.
Selain OWC tidak terapung, kita juga mengenal OWC tidak terapung lain seperti OWC tidak terapung saat air pasang. OWC ini bekerja pada saat air pasang saja, tapi OWC ini lebih kecil. Hasil survei hidrooseanografi di wilayah perairan Parang Racuk menunjukkan bahwa sistem akan dapat membangkitkan daya listrik optimal jika ditempatkan sebelum gelombang pecah atau pada kedalam 4-11 meter. Pada kondisi ini akan dapat dicapai putaran turbin antara 3000-700 rpm.
OWC terapung
Untuk OWC terapung, prinsip kerjanya sama seperti OWC tidak terapung, hanya saja peletakannya yang berbeda.
Keuntungan dari PLTO
Pemanfaatan energi ombak sendiri untuk dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik, merupakan pilihan yang sangat bagus, karena selain hemat biaya operasionalnya, pembangkit listrik ini juga ramah lingkungan karena tidak mengeluarkan limbah padat, cair maupun gas.
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SAMPAH (PLTSa)
PLTSa Gedebage
Pembangkit Listrik Tenaga Sampah Gedebage adalah sebuah fasilitas pembangkitan listrik berkapasitas 7 MW yang menggunakan sampah sebagai bahan bakarnya. PLTSa Gedebage dibangun di Bandung Timur untuk mengatasi masalah sampah di kota Bandung Raya. PLTSa ini akan dibangun oleh PT Bandung Raya Indah Lestari (BRIL) diatas lahan seluas 10 hektar , 3 hektar akan digunakan untuk fasilitas Pembangkita listrik , sedangkan 7 hektar akan digunakan sebagai sabuk hijau mengelilingi fasilitas pembangkit.
Penggambaran Sistem
Sampah yang datang akan diturunkan kadar airnya dengan jalan ditiriskan dalam bunker selama 5 hari. Setelah kadar air berkurang tinggal 45%, sampah akan dimasukan ke dalam tungku pembakaran, kemudian dibakar pada suhu 850’C-900’C, pembakaran yang menghasilkan panas ini akan memanaskan boiler dan mengubah air didalam boiler menjadi uap. Uap yang tercipta akan disalurkan ke turbin uap sehingga turbin akan berputar. Karena turbin dihubungkan dengan generator maka ketika turbin berputar generator juga akan berputar. Generator yang berputar akan mengahsilkan tenaga listrik yang kan disalurkan ke jaringan listrik milik PLN. Uap yang melewati turbin akan kehilangan panas dan disalurkan ke boiler lagi untuk dipanaskan, demikian seterusnya.
Pengolahan limbah.
Limbah padat
Sisa pembakaran abu dan debu terbang sebesar 20% dari berat semula akan diuji kandungannya apakah mengandung Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) atau tidak, di laboratorium. Jika tidak mengandung B3, dapat dijadikan sebagai bahan baku bangunan seperti batako. Namun jika mengandung B3, akan diproses dengan teknologi tertentu sesuai ketentuan yang berlaku. Untuk menampung abu ini, di lokasi PLTSa akan dibuat penampungan abu dengan kapasitas 1.400 M3, yang mampu menampung abu selama 14 hari beroperasi.
Limbah gas
Sisa gas buang akan diproses melalui pengolahan yang terdiri dari :
· Gas buang hasil pembakaran akan dilakukan pada squenching chamber. Dari sini gas buang disemprot dengan air untuk menurunkan temperatur gas dengan cepat guna mencegah dioxin terbentuk kembali dan menangkap zat pencemar udara yang larut dalam air seperti NOx, Sox, HCL, abu, debu, dan partikulat.
· Kemudian gas yang akan dilakukan pada reaktor akan ditambahkan CaO sebanyak 12 kg/ton sampah. Tujuannya menghilangkan gas-gas asam, Sox< HCL, H2S, VOC, HAP, debu dan partikulat.
· Pada saat gas keluar dari reaktor, pada gas akan disemburkan karbon aktif sebanyak 1 kg/ton sampah, bertujuan menyerap uap merkuri, dioksin, CO.
· Kemudian gas akan dialirkan ke Bag Filler dengan tujuan menyaring partikel PM 10 dan PM 2,5.
· Terakhir, gas buang akan dilepaskan ke udara melalui cerobong dengan ketinggian sekitar 70 meter.
Limbah cair
Pada kegiatan penirisan sampah akan menghasilkan lindi dan bau. Lindi akan ditampung kemudian diolah sampai pada tingkat tertentu. Kemudian akan disalurkan ke Bojongsoang untuk diolah lebih lanjut. Rencana pembuangan hasil olahan lindi ke pengolahan air kotor Bojongsoang sesuai perjanjian kerja sama antara PT BRIL dengan PDAM Kota Bandung. Intinya, PDAM akan membangun saluran air buangan dari PLTSa dan membangun fasilitas pengolahan limbah PLTSa, sedangkan PT BRIL akan membayar jasa pengolahan ke PDAM. Sedangkan bau yang ditimbulkan berada dalam bunker bertekanan negatif sehingga tidak akan keluar tetapi tersedot dalam tungku pembakaran sehingga tidak menimbulkan bau sampah di luar bangunan.
Manfaat
Diperkirakan dari 500 – 700 ton sampah atau 2.000 -3.000 m3 sampah per hari akan menghasilkan listrik dengan kekuatan 7 Megawatt. Sampah sebesar itu sama dengan sampah yang dibuang ke TPA Sarimukti sekarang. Dari pembakaran itu, selain menghasilkan energi listrik, juga memperkecil volume sampah kiriman. Jika telah dibakar dengan temperatur tinggi , sisa pembakaran akan menjadi abu dan arang dan volumenya 5% dari jumlah sampah sebelumnya. Abu sisa pembakaran pun bisa dimanfaatkan untuk bahan baku pembuatan batu bata.
Pembangkit Listrik Panas Bumi (PLTP)
Kekayaan alam Indonesia memang melimpah ruah, dari mulai sumber daya alam sampai sumber daya mineral semua tersedia. Sumber daya mineral yang melimpah di negara tercinta ini antara lain emas, tembaga, platina, nikel, timah, batu bara, migas, dan panas bumi. Untuk mengelola panas bumi (geothermal) Pertamina telah membentuk PT Pertamina Geothermal Energy, Desember 2006 yang lalu. Geothermal adalah salah satu kekayaan sumber daya mineral yang belum banyak dimanfaatkan. Salah satu sumber geothermal kita yang berpotensi besar tetapi belum dieksploitasi adalah yang ada di Sarulla, dekat Tarutung, Sumut. Sumber panas bumi Sarulla bahkan dikabarkan memiliki cadangan terbesar di dunia. Adalah Menteri ESDM Purnomo Yusgiantoro yang mengatakan hal itu ketika berkunjung ke lokasi panas bumi tersebut, seperti dimuat oleh koran lokal Medan beberapa tahun lalu.
Saat ini panas bumi (geothermal) mulai menjadi perhatian dunia karena energi yang dihasilkan dapat dikonversi menjadi energi listrik, selain bebas polusi. Beberapa pembangkit listrik bertenaga panas bumi telah terpasang di manca negara seperti di Amerika Serikat, Inggris, Perancis, Italia, Swedia, Swiss, Jerman, Selandia Baru, Australia, dan Jepang. Amerika saat ini bahkan sedang sibuk dengan riset besar mereka di bidang geothermal dengan nama Enhanced Geothermal Systems (EGS). EGS diprakarsai oleh US Department of Energy (DOE) dan bekerja sama dengan beberapa universitas seperti MIT, Southern Methodist University, dan University of Utah. Proyek ini merupakan program jangka panjang dimana pada 2050 geothermal meru-pakan sumber utama tenaga listrik Amerika Serikat. Program EGS bertujuan untuk meningkatkan sumber daya geothermal, menciptakan teknologi ter-baik dan ekonomis, memperpanjang life time sumur-sumur produksi, ekspansi sumber daya, menekan harga listrik geothermal menjadi seekono-mis mungkin, dan keunggulan lingkungan hidup. Program EGS telah mulai aktif sejak Desember 2005 yang lalu.
Terjadinya Lumpur Panas dan Panas Bumi
Untuk memahami bagaimana panas bumi terbentuk, kita bisa analogikan bumi ini dengan telur ayam yang direbus. Bila telur rebus tadi kita belah, maka kuning telurnya itu dapat kita pandang sebagai perut bumi. Kemudian putih telur itulah lapisan-lapisan bumi, dan kulitnya itu merupakan kulit bumi. Di bawah kulit bumi, yaitu lapisan atas merupakan batu-batuan dan lumpur panas yang disebut magma. Magma yang keluar ke permukaan bumi melalui gunung disebut dengan lava.
Setiap 100 meter kita turun ke dalam perut bumi, temperatur batu-batuan cair tersebut naik sekitar 30 C. Jadi semakin jauh ke dalam perut bumi suhu batu-batuan maupun lumpur akan makin tinggi. Bila suhu di permukaan bumi adalah 270 C maka untuk kedalaman 100 meter suhu bisa mencapai sekitar 300 C. Untuk kedalaman 1 kilometer suhu batu-batuan dan lumpur bisa mencapai 570-600 C. Bila kita ukur pada kedalaman 2 kilometer suhu batuan dan lumpur bisa mencapai 1200 C atau lebih. Lebih panas dari air rebusan yang baru mendidih. Bahkan bila lumpur ini menyembur keluar pun masih tetap panas. Hal seperti inilah yang terjadi di Sidoarjo dan sekitarnya dimana lumpur panas masih menyembur.
Di dalam kulit bumi ada kalanya aliran air dekat sekali dengan batu-batuan panas di mana suhu bisa mencapai 1480C. Air tersebut tidak menjadi uap (steam) karena tidak ada kontak dengan udara. Bila air panas tadi bisa keluar ke permukaan bumi karena ada celah atau terjadi retakan di kulit bumi, maka timbul air panas yang biasa disebut dengan hot spring. Air panas alam (hot spring) ini biasa dimanfaatkan sebagai kolam air panas, dan banyak pula yang sekaligus menjadi tempat wisata. Di Indonesia banyak juga air panas alami yang dimanfaatkan sebagai sarana pemandian dan tempat wisata seperti Ciater, Cipanas-Garut, Sipoholon dan Desa Hutabarat di Tarutung, Lau Debuk-debuk di Tanah Karo, dan beberapa tempat lainnya di penjuru tanah air.
Kadang-kadang air panas alami tersebut keluar sebagai geyser. Di Amerika sekitar 10.000 tahun yang lalu suku Indian menggunakan air panas alam (hot spring) untuk memasak, di mana daerah sekitar mata air tersebut adalah daerah bebas (netral). Beberapa sumber air panas dan geyser malah dikeramatkan suku Indian pada masa lalu seperti California Hot Springs dan Geyser di daerah wisata Napa, Cali-fornia. Saat ini panas alam bahkan digunakan sebagai pemanas ruangan di kala musim dingin seperti yang terdapat di San Bernardino, Cali-fornia Selatan. Hal yang sama juga dapat kita temui di Islandia (country of Iceland) dimana gedung-gedung dan kolam renang dipanaskan dengan air panas alam (hot spring) yang kadang kala disebut dengan geothermal hot water.
Selain sebagai pemanas, panas bumi ternyata dapat juga menghasilkan tenaga listrik. Di atas telah disebutkan bahwa air panas alam tersebut bila bercampur dengan udara karena terjadi fracture atau retakan maka selain air panas akan keluar juga uap panas (steam). Air panas dan steam inilah yang kemudian dimanfaatkan sebagai sumber pembangkit tenaga listrik. Agar panas bumi (geothermal) tersebut bisa dikonversi menjadi energi listrik tentu diperlukan pembangkit (power plants). Reservoir panas bumi biasanya diklasifikasikan ke dalam dua golongan yaitu yang bersuhu rendah (low temperature) dengan suhu <1500 C dan yang bersuhu tinggi (high temperature) dengan suhu diatas 1500C. Yang paling baik untuk digunakan sebagai sumber pem-bangkit tenaga listrik adalah yang masuk kategori high temperature. Namun dengan perkembangan teknologi, sumber panas bumi dengan kategori low temperature juga dapat digunakan asalkan suhunya melebihi 500 C.
Pembangkit listrik(power plants) untuk pembangkit listrik tenaga panas bumi dapat beroperasi pada suhu yang relatif rendah yaitu berkisar antara 122 s/d 4820 F (50 s/d 2500 C). Bandingkan dengan pembangkit pada PLTN yang akan beroperasi pada suhu sekitar 10,220 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.
Pembangkit yang digunakan untuk mengkonversi fluida geothermal menjadi tenaga listrik secara umum mempunyai komponen yang sama dengan power plants lain yang bukan berbasis geothermal, yaitu terdiri dari generator, turbin sebagai penggerak generator, heat exchanger, chiller, pompa, dan sebagainya. Saat ini terdapat tiga macam teknologi pembangkit panas bumi (geothermal power plants) yang dapat mengkonversi panas bumi menjadi sumber daya listrik, yaitu dry steam, flash steam, dan binary cycle. Ketiga macam teknologi ini pada dasarnya digunakan pada kondisi yang berbeda-beda.
1. Dry Steam Power Plants.
Pembangkit tipe ini adalah yang pertama kali ada. Pada tipe ini uap panas (steam) langsung diarahkan ke turbin dan mengaktifkan generator untuk bekerja menghasilkan listrik. Sisa panas yang datang dari production well dialirkan kembali ke dalam reservoir melalui injection well. Pembangkit tipe tertua ini pertama kali digunakan di Lardarello, Italia, pada 1904 dimana saat ini masih berfungsi dengan baik. Di Amerika Serikat pun dry steam power masih digunakan seperti yang ada di Geysers, California Utara.
2. Flash Steam Power Plants
Panas bumi yang berupa fluida misalnya air panas alam (hot spring) di atas suhu 1750 C dapat digunakan sebagai sumber pembangkit Flash Steam Power Plants. Fluida panas tersebut dialirkan kedalam tangki flash yang tekanannya lebih rendah sehingga terjadi uap panas secara cepat. Uap panas yang disebut dengan flash inilah yang menggerakkan turbin untuk mengaktifkan generator yang kemudian menghasilkan listrik. Sisa panas yang tidak terpakai ma-suk kembali ke reservoir melalui injection well. Contoh dari Flash Steam Power Plants adalah Cal-Energy Navy I flash geothermal power plants di Coso Geothermal field, California, USA.
3. Binary Cycle Power Plants (BCPP)
BCPP menggunakan teknologi yang berbeda dengan kedua teknologi sebelumnya yaitu dry steam dan flash steam. Pada BCPP air panas atau uap panas yang berasal dari sumur produksi (production well) tidak pernah menyentuh turbin. Air panas bumi digunakan untuk memanaskan apa yang disebut dengan working fluid pada heat exchanger. Working fluid kemudian menjadi panas dan menghasilkan uap berupa flash. Uap yang dihasilkan di heat exchanger tadi lalu dialirkan untuk memutar turbin dan selanjutnya menggerakkan generator untuk menghasilkan sumber daya listrik. Uap panas yang dihasilkan di heat exchanger inilah yang disebut sebagai secondary (binary) fluid. Binary Cycle Power Plants ini sebetulnya merupakan sistem tertutup. Jadi tidak ada yang dilepas ke atmosfer.
Keunggulan dari BCPP ialah dapat dioperasikan pada suhu rendah yaitu 90-1750˚C. Contoh penerapan teknologi tipe BCPP ini ada di Mammoth Pacific Binary Geothermal Power Plants di Casa Diablo geothermal field, USA. Diperkirakan pembangkit listrik panas bumi BCPP akan semakin banyak digunakan dimasa yang akan datang.
Masa Depan Listrik PanasBumi Meningkatnya kebutuhan energi dunia ditambah lagi dengan semakin tingginya kesadaran akan kebersihan dan keselamatan lingkungan, maka panas bumi (geothermal) akan mempunyai masa depan yang cerah. Program EGS (enhanced geothermal systems) yang dilakukan Amerika Serikat misalnya, adalah suatu program besar-besaran untuk menjadikan geothermal sebagai salah satu primadona pembangkit listrik pada 2050 yang akan datang.
Indonesia sendiri sebetulnya sangat berpeluang untuk melakukan pemanfaatan geothermal sebagai pembangkit listrik, bahkan berpotensi sebagai negara pengekspor listrik bila ditangani secara serius. Hal ini tidak berlebihan, mengingat banyaknya sumber geothermal yang sudah siap diekploitasi di sepanjang Sumatra, Jawa, dan Sulawesi. Untuk mempermudah pelaksanaannya tidak ada sa-lahnya bila kita bekerja sama dengan negara maju asalkan kepentingan kita yang lebih dominan. Misalnya kita bekerja sama dengan US Department of Energy (DOE) untuk mendapat berbagai hasil riset mereka dalam EGS.
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
Sebuah pembangkit listrik jika dilihat dari bahan baku untuk memproduksinya, maka Pembangkit Listrik Tenaga Uap bisa dikatakan pembangkit yang berbahan baku Air. Kenapa tidak UAP? Uap disini hanya sebagai tenaga pemutar turbin, sementara untuk menghasilkan uap dalam jumlah tertentu diperlukan air. Menariknya didalam PLTU terdapat proses yang terus menerus berlangsung dan berulang-ulang. Prosesnya antara air menjadi uap kemudian uap kembali menjadi air dan seterusnya. Proses inilah yang dimaksud dengan Siklus PLTU.
Air yang digunakan dalam siklus PLTU ini disebut Air Demin (Demineralized), yakni air yang mempunyai kadar conductivity (kemampuan untuk menghantarkan listrik) sebesar 0.2 us (mikro siemen). Sebagai perbandingan air mineral yang kita minum sehari-hari mempunyai kadar conductivity sekitar 100 – 200 us. Untuk mendapatkan air demin ini, setiap unit PLTU biasanya dilengkapi dengan Desalination Plant dan Demineralization Plant yang berfungsi untuk memproduksi air demin ini.
Secara sederhana bagaimana siklus PLTU itu bisa dilihat ketika proses memasak air. Mula-mula air ditampung dalam tempat memasak dan kemudian diberi panas dari sumbu api yang menyala dibawahnya. Akibat pembakaran menimbulkan air terus mengalami kenaikan suhu sampai pada batas titik didihnya. Karena pembakaran terus berlanjut maka air yang dimasak melampaui titik didihnya sampai timbul uap panas. Uap ini lah yang digunakan untuk memutar turbin dan generator yang nantinya akan menghasilkan energi listrik.
Secara sederhana, siklus PLTU digambarkan sebagai berikut:
1. Dari Hotwell, air mengalir menuju Condensate Pump untuk kemudian dipompakan menuju LP Heater (Low Pressure Heater) yang pungsinya untuk menghangatkan tahap pertama. Lokasi hotwell dan condensate pump terletak di lantai paling dasar dari pembangkit atau biasa disebut Ground Floor. Selanjutnya air mengalir masuk ke Deaerator.
2. Di dearator air akan mengalami proses pelepasan ion-ion mineral yang masih tersisa di air dan tidak diperlukan seperti Oksigen dan lainnya. Bisa pula dikatakan deaerator memiliki pungsi untuk menghilangkan buble/balon yang biasa terdapat pada permukaan air. Agar proses pelepasan ini berlangsung sempurna, suhu air harus memenuhi suhu yang disyaratkan. Oleh karena itulah selama perjalanan menuju Dearator, air mengalamai beberapa proses pemanasan oleh peralatan yang disebut LP Heater. Letak dearator berada di lantai atas (tetapi bukan yang paling atas). Sebagai ilustrasi di PLTU Muara Karang unit 4, dearator terletak di lantai 5 dari 7 lantai yang ada.
3. Dari dearator, air turun kembali ke Ground Floor. Sesampainya di Ground Floor, air langsung dipompakan oleh Boiler Feed Pump/BFP (Pompa air pengisi) menuju Boiler atau tempat “memasak” air. Bisa dibayangkan Boiler ini seperti drum, tetapi drum berukuran raksasa. Air yang dipompakan ini adalah air yang bertekanan tinggi, karena itu syarat agar uap yang dihasilkan juga bertekanan tinggi. Karena itulah konstruksi PLTU membuat dearator berada di lantai atas dan BFP berada di lantai dasar. Karena dengan meluncurnya air dari ketinggian membuat air menjadi bertekanan tinggi.
4. Sebelum masuk ke Boiler untuk “direbus”, lagi-lagi air mengalami beberapa proses pemanasan di HP Heater (High Pressure Heater). Setelah itu barulah air masuk boiler yang letaknya berada dilantai atas.
5. Didalam Boiler inilah terjadi proses memasak air untuk menghasilkan uap. Proses ini memerlukan api yang pada umumnya menggunakan batubara sebagai bahan dasar pembakaran dengan dibantu oleh udara dari FD Fan (Force Draft Fan) dan pelumas yang berasal dari Fuel Oil tank.
6. Bahan bakar dipompakan kedalam boiler melalui Fuel oil Pump. Bahan bakar PLTU bermacam-macam. Ada yang menggunakan minyak, minyak dan gas atau istilahnya dual firing dan batubara.
7. Sedangkan udara diproduksi oleh Force Draft Fan (FD Fan). FD Fan mengambil udara luar untuk membantu proses pembakaran di boiler. Dalam perjalananya menuju boiler, udara tersebut dinaikkan suhunya oleh air heater(pemanas udara) agar proses pembakaran bisa terjadi di boiler.
8. Kembali ke siklus air. Setelah terjadi pembakaran, air mulai berubah wujud menjadi uap. Namun uap hasil pembakaran ini belum layak untuk memutar turbin, karena masih berupa uap jenuh atau uap yang masih mengandung kadar air. Kadar air ini berbahaya bagi turbin, karena dengan putaran hingga 3000 rpm, setitik air sanggup untuk membuat sudu-sudu turbin menjadi terkikis.
9. Untuk menghilangkan kadar air itu, uap jenuh tersebut di keringkan di super heater sehingga uap yang dihasilkan menjadi uap kering. Uap kering ini yang digunakan untuk memutar turbin.
10. Ketika Turbin berhasil berputar berputar maka secara otomastis generator akan berputar, karena antara turbin dan generator berada pada satu poros. Generator inilah yang menghasilkan energi listrik.
11. Pada generator terdapat medan magnet raksasa. Perputaran generator menghasilkan beda potensial pada magnet tersebut. Beda potensial inilah cikal bakal energi listrik.
12. Energi listrik itu dikirimkan ke trafo untuk dirubah tegangannya dan kemudian disalurkan melalui saluran transmisi PLN.
13. Uap kering yang digunakan untuk memutar turbin akan turun kembali ke lantai dasar. Uap tersebut mengalami proses kondensasi didalam kondensor sehingga pada akhirnya berubah wujud kembali menjadi air dan masuk kedalam hotwell.
Siklus PLTU ini adalah siklus tertutup (close cycle) yang idealnya tidak memerlukan lagi air jika memang kondisinya sudah mencukupi. Tetapi kenyataannya masih diperlukan banyak air penambah setiap hari. Hal ini mengindikasikan banyak sekali kebocoran di pipa-pipa saluran air maupun uap di dalam sebuah PLTU.
Untuk menjaga siklus tetap berjalan, maka untuk menutupi kekurangan air dalam siklus akibat kebocoran, hotwell selalu ditambah air sesuai kebutuhannya dari air yang berasal dari demineralized tank.
Berikut adalah gambaran siklus PLTU secara lengkap.
CARA KERJA PEMBANGKIT LISTRIK
Dalam kehidupan sehari2, kita tentu sudah tak asing lagi dengan yg namanya listrik. yup, memang benar listrik pada masa kini sudah menjadi bagian keseharian kita. Namun apakah kita tahu bagaimana proses “pembuatan” listrik?? secara umum, pembangkit listrik ada 6 macam, yaitu: PLTA (yg paling familiar di telinga), PLTU (juga ga asing), PLTG (lumayan terkenal), PLTGU (kurang familiar), PLTP (panas bumi), dan PLTD (diesel). berikut secara rinci pembangkit listrik tersebut bekerja:
PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)
Air Air adalah sumber daya alam yang merupakan energi primer potensial untuk Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA), dengan jumlah cukup besar di Indonesia. Potensi tenaga air tersebut tersebar di seluruh Indonesia. Dengan pemanfaatan air sebagai energi primer, terjadi penghematan penggunaan bahan bakar minyak. Selain itu, PLTA juga memiliki keuntungan bagi pengembangan pariwisata, perikanan dan pertanian.Pada dasarnya, energi listrik yang dihasilkan dari air, sangat tergantung pada volume aliran dan tingginya air yang dijatuhkan. Sumber air potensial didapat dari hasil pembelokkan arah arus air sungai di daerah pegunungan tinggi oleh sebuah bendungan / waduk yang memotong arah aliran sungai dan mengubah arah arus menuju PLTA. Dari cara membendung air, PLTA terbagi atas 2 jenis, yaitu: PLTA Run-Off River (Memotong Aliran Sungai) dan PLTA Kolam Tando.Ilustrasi siklus perubahan wujud energi pada PLTA: Kedua PLTA tersebut memiliki kesamaan, yaitu membendung aliran air sungai dan mengubah arahnya ke PLTA. Bedanya, pada PLTA Kolam Tando sebelum aliran air sampai ke PLTA, debit air ditampung dalam suatu kolam yang biasa disebut kolam tando. Sedangkan pada PLTA Run-Off River tidak. Kolam Tando ini berguna menjadi sumber cadangan air, ketika debit air sungai menurun akibat musim kemarau yang panjang.Memang dari segi biaya pembangunan, PLTA Run-Off River akan menelan biaya yang lebih rendah daripada PLTA Kolam Tando karena PLTA Kolam Tando memerlukan waduk yang besar dan daerah genangan yang luas. Tetapi jika terdapat sungai yang mengalir keluar dari sebuah danau, danau ini dapat dipergunakan sebagai kolam tando alami, seperti pada PLTA Asahan di Danau Toba, Sumatra Utara.Air yang terbendung dalam waduk akan dialirkan melalui saluran/terowongan tertutup/pipa pesat sampai ke turbin, dengan melalui katup pengaman di Intake dan katup pengatur turbin sebelum turbin. Pada saluran pipa pesat terdapat tabung peredam (surge tank), yang berfungsi sebagai pengaman tekanan yang tiba-tiba naik, saat katup pengatur ditutup.Air mengenai sudu-sudu turbin yang merubah energi potensial air menjadi energi gerak/mekanik yang memutar roda turbin, yang pada gilirannya generator akan merubah energi gerak/mekanik tersebut menjadi energi listrik. Katup pengatur turbin akan mengatur banyaknya air yang akan dialirkan ke sudu-sudu turbin sesuai kebutuhan energi listrik yang akan dibangkitkan pada putaran turbin yang tertentu. Putaran turbin yang terlalu cepat dapat menimbulkan kerusakan pada turbin dan generator, dimana hal ini dapat terjadi pada saat beban listrik tiba-tiba lepas/ hilang. Untuk mengatasi putaran yang berlebihan maka katup pengatur turbin harus segera ditutup. Katup pengatur turbin yang tiba-tiba menutup akan mengakibatkan terjadinya goncangan tekanan arus balik air ke pipa pesat, dimana goncangan ini diredam dalam tabung peredam.
PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap)
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.PLTU menggunakan 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. Udara untuk pembakaran yang dihasilkan kipas tekan/force draf fan akan dipanasi dahulu oleh pemanas udara/heater. Setelah itu, energi panas akan dialirkan ke dalam air di pipa melalui proses radiasi, konduksi dan konveksi, sehingga air berubah menjadi uap bertekanan tinggi. Drum ketel akan berisi air di bagian bawah dan uap di bagian atasnya. Gas sisa setelah dialirkan ke air masih memiliki cukup banyak energi panas, tidak dibuang begitu saja melalui cerobong, tetapi akan digunakan kembali untuk memanasi Pemanas Lanjut ( Super Heater), Pemanas Ulang (Reheater), Economizer dan Pemanas Udara.Dari drum ketel, uap akan dialirkan menuju turbin uap. Pada PLTU besar (di atas 150 MW), turbin yang digunakan ada 3 jenis yaitu turbin tekanan tinggi, menengah dan rendah. Sebelum ke turbin uap tekanan tinggi, uap dari ketel akan dialirkan menuju Pemanas Lanjut, hingga uap akan mengalami kenaikan suhu dan menjadi kering.
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.
PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas)
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).
PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap)
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.
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. Tepatnya di atas lapisan batuan yang keras di atas magma danmendapat air dari lapisan humus di bawah hutan penahan air hujan. Pengeboran dilakukan di atas permukaan bumi menuju kantong uap tersebut, hingga uap dalam kantong akan menyembur keluar. Semburan uap dialirkan ke turbin uap 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.
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. Mesin diesel terdiri dari 2 macam mesin, yaitu mesin diesel 2 langkah dan 4 langkah. Perbedaannya terletak pada langkah penghasil tenaga dalam putaran toraknya. Pada mesin 2 langkah, tenaga akan dihasilkan pada tiap 2 langkah atau 1 kali putaran. Sedang pada mesin 4 langkah, tenaga akan dihasilkan pada tiap 4 langkah atau 2 putaran. Seharusnya mesin 2 langkah dapat menghasilkan daya 2 kali lebih besar dari mesin 4 langkah, namun karena proses pembilasan ruang bakar silindernya tidak sesempurna mesin 4 langkah, tenaga yang dihasilkan hanya sampai 1,8 kalinya saja. Ilustrasi siklus perubahan energi pada PLTD :Selain kedua jenis mesin di atas, mesin diesel yang digunakan di PLTD ada yang berputaran tinggi (high speed) dengan bentuk yang lebih kompak atau berputaran rendah (low speed) dengan bentuk yang lebih besar.
Salam Sono ti Urang Wado.
(Ir.H.Surahman, M.Tech,M.Eng.MBA)
