Perancangan PLTB Pembangkit Bayu

download Perancangan PLTB Pembangkit Bayu

of 61

description

free

Transcript of Perancangan PLTB Pembangkit Bayu

  • TUGAS UAS

    PERENCANAAN PEMBANGKIT TENAGA BAYU HYBRID TENAGA

    SURYA 20kW PANTAI KEPETINGAN KECAMATAN BUDURAN

    KABUPATEN SIDOARJO PROPINSI JAWA TIMUR

    DISUSUN OLEH :

    ANGGAWA RUDRADIANTONO (2210100149)

    JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

    INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

    2012

  • PENDAHULUAN

    Kebutuhan akan listrik pada elemen masyarakat sangatlah besar baik dari kalangan

    industri, rumah tanggga, dan kebutuhan-kebutuhan yang lain. Listrik merupakan salah satu

    kebutuhan atau bisa dibilang konsumsi pokok yang tidak bisa dilepas dari kehidupan masyarakat

    dan perkembangan dunia modern kini, aliran listrik memang tidak bisa dilihat secara kasat mata,

    akan tetapi bias dirasakan manfaatnya oleh manusia untuk menunjang kelangsungan hidupnya.

    Kebutuhan akan listrik pada masyarakat kini semakin meningkat, seiring kebutuhan dan

    pertambahan penduduk yang semakin meningkat. Namun, peningkatan kebutuhan listrik ini tidak

    diiringi oleh penambahan pasokan listrik untuk konsumen sehingga perusahan listrik di

    Indonesia khususnya PLN (Perusahaan Listrik Negara) menghimbau kepada seluruh

    konsumennya agar melakukan penghematan listrik dari pukul 17.00 22.00. Dengan cara ini diharapkan krisis ketenagalistrikan tidak terjadi atau paling tidak dapat diminimalisir sedini

    mungkin. Selain itu krisis ketenagalistrikan terjadi karena pasokan bahan bakar utama seperti

    batu bara pada PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) dan PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga

    Gas dan Uap) pasokannya sudah mulai menipis karena sudah terlalu sering ditambang dari perut

    bumi.

    Berdasarkan beberapa permasalahan diatas, penyusun memiliki alternatif lain agar

    terjadinya krisis ketenagalistrikan dapat diminimalisir. Atau paling tidak, bagi para konsumen

    yang ingin memasang saluran listrik baru yang daerahnya belum disambung aliran listrik dari

    PLN terutama di daerah daerah terpencil bias menikmati energi listrik. Dengan dasar inilah penyusun mencoba untuk merancang sebuah pembangkit listrik dengan memanfaatkan energi

    angin dan cahaya matahari (energy surya). Dimana energi listrik angin dan tenaga surya ini

    dimanfaatkan sebagai energi listrik alternatif khususnya bagi perumahan di daerah daerah

    terpencil ataupun untuk keperluan lainnya. Pemanfaatan energi angin dan surya ini dipilih

    karena, di Indonesia merupakan negara tropis yang berada di jalur khatulistiwa. Didalam

    memanfaatkan energi angin dan surya ini penyusun mencoba untuk menggunakan proses besar

    kekuatan angin untuk memutar turbin pada generator yang telah terpasang pada kincir angin

    serta menggunakan prosses fotovoltaik, yaitu dengan cara mengkonversikan secara langsung

    energi surya menjadi energi listrik. Dimana hal ini hanya bisa dilakukan dengan menggunakan

    suatu bahan yang umum dinamakan dengan nama sel surya (solar cell). Sel surya ini hanya dapat

    bekerja dengan optimal jika sel surya ini mendapat sinar matahari.

    Dengan dirancangnya Pembangkit Listrik Tenaga angin (PLTB) dan Surya (PLTS) ini

    diharapkan bagi konsumen baik itu di daerah pedesaan / terpencil maupun bagi konsumen

    lainnya yang berminat, dapat menikmati energi listrik dengan cara membuat sendiri sebuah

    PLTS sesuai dengan perancangan yang penyusun berikan.

  • I. A.) APA ITU PEMBANGKIT TENAGA BAYU (PLTB).

    Salah satu energy terbarukan yang dapat kita manfaatkan kegunaanya adalah angin,

    Indonesia didukung oleh banyaknya pantai dan luasnya lautan Indonesia dari

    banyaknya laut yang ada disitu kita dapat memanfaatkan sumber energy angin yang

    ada yaitu angin laut yang lebih sering dimanfaatkan oleh para nelayan untuk mencari

    ikan. Pada prinsipnya pembangit tenaga bayu (PLTB) ini memanfaatkan angin yang

    berhembus untuk memutar poros baling-baling atau turbin angin pada pembangkit,

    untuk memutar pgenerator, yang kemudian dari generator tersebut menghasilkan energ

    listrik yang nantinya bisa dimanfaatkan. Daya Listrik yang dihasilkan oleh satu turbin

    angin berkisar antara 50 750 watt. Untuk pembangkitan sekala kecil seperti rumah dibutuhkan 50 watt. Dari situ daya listrik dapat dimanfaatkan untuk keperluan sehari-

    hari penduduk, untuk menyalakan lampu, tv dan lain sebagainya.

    B.) APA ITU PEMBANGKIT TENAGA SURYA (PLTS)

    Posisi geografis Indonesia juga sangat mendukung, terletak di garis katulistiwa

    tentunya Indonesia mempunyai curah matahari yang cukup untuk dimanfaatkan karena

    matahari merubakan energy terbarukan, maka potensinya dapat digunakan terutama

    sebagai pembangkit tenaga surya. Pada prinsipnya pembangkit tenaga surya ini

    memanfaatkan pancaran sinar matahari untuk mengubah energy kimia yang diproses

    menggunakan teknologi Photo Voltaic pada panel surya, yang kemudian diubah

    menjadi energy listrik dan dihantarka atau di distribusikan ke konsumen yang ada.

    Disini pembangkit tenaga surya digunakan sebagai pendukung pembangkit tenaga

    bayu (PLTB) yang ada, yang nantinya dapat dimanfaatkan ketika angin tidak begitu

    bisa menyuplai maka energy matahari yang dapat digunakan, hal seperti ini biasanya

    terjadi pada musim kemarau atu musim panas di Indonesia.

  • II. PERANCANGAN ALAT PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN (PLTB) DAN TENAGA SURYA (PLTS)

    2.1 Peralatan Pada Pembangkit Tenaga Angin (PLTB)

    Gambar 1.

    Keterangan alat yang ada:

    1.) Baling-baling (Blades) : Bagian ini yang menangkap energi kinetik angin menjadi energi

    putaran.

    11.) Nacelle : merupakan elemen utama karena berfungsi melindungi elemen elemen vital

    seperti gearbox dan electrical generator. Dapat dikatakan nacelle ini sebagai badan

    pembungkusnya. Di depan nacelle terdapat turbin, rotor blade, dan hub.

    2.) Rotor Blade : merupakan elemen yang berfungsi untuk menangkap energi angin dan energi

    yang diperoleh akan di transfer melalui hub. Untuk kincir angin modern dengan kapasitas

    daya 600kW, panjang dari rotor blade mencapai 20 meter (66 feet) dan umumnya di desain

    seperti desain sayap pesawat terbang.

  • c) Hub : Dihubungkan dengan low speed shaft dari kincir angin itu sendiri.

    5.) Low Speed Shaft : elemen ini menghubungkan antara rotor hub dengan gearbox. Pada kincir

    angin dengan kapasitas daya 600 kW, kecepatan dari rotor relatif rendah yaitu sekitar 19 30

    rotasi per menit (RPM). Elemen shaft mengandung pipa yang berfungsi sebagai system

    hidrolik dari kincir untuk mengaktifkan pengereman aerodinamis (aerodynamic brakes).

    6.) Gearbox : memiliki low speed shaft pada saat ke arah kiri dan mengakibatkan high speed

    shaft berputar lebih cepat ke arah kanan dengan besar 50 kali lebih cepat.

    12.) High Speed Shaft : berputar dengan kecepatan sekitar 1500 RPM untuk kemudian

    membangkitkan generator. Elemen ini diperlengkapi dengan mechanical disk brake yang

    digunakan untuk mengatasi kegagalan pengereman aerodinamis atau pada saat turbin sedang

    diperbaiki.

    7.) Electrical Generator : mempunyai nama lain generator induksi atau generator asinkron.

    Pada kincir angin yang modern daya listrik maksimum yaitu sekitar 500 1500 kW.

    8.) Electronic Controller : berfungsi untuk memonitor keadaan dari kincir angin guna menjaga

    bila terdapat kesalahan seperti gearbox ataupun rotor yang kepanasan. Secara otomatis kincir

    akan berhenti berputar dan segera menghubungi petugas operator melalui modem link.

    i) Cooling Unit : instrumen yang terdapat pada cooling unit yaitu kipas elektris yang berfungsi

    untuk mendinginkan electrical generator. Selain kipas juga terdapat oil cooling unit yang

    berfungsi untuk mendinginkan gearbox. Pada beberapa jenis kincir terdapat juga instrumen

    water cooled generator.

    15.) Tower : merupakan bagian yang vital karena berfungsi menyangga turbin angina itu sendiri.

    Pada kincir angin modern tinggi tower biasanya mencapai 40 60 meter. Tower dapat

    dibedakan menjadi bentuk tubular seperti gambar di atas dan bentuk lattice. Keuntungan dari

    bentuk tubular yaitu aman sedang untuk lattice mempunyai biaya yang murah.

    9.) Anemometer and wind vane : anemometer berfungsi untuk mengukur kecepatan dan arah

    angin, sinyal elektronis dari anemometer ditangkap oleh electronic controller yang kemudian

    digunakan untuk memulai memutar kincir. Kincir akan berputar jika kecepatan angin paling

    tidak 5 m/s atau 10 knots dan akan berhenti secara otomatis pada kecepatan 25 m/s atau 50

    knots. Ini dilakukan untuk melindungi turbin dan lingkungan sekitar.

    4.) Brake (Rem): Suatu rem cakram yang dapat digerakkan secara mekanis dengan bantuan

    tenaga listrik atau hidrolik untuk menghentikan rotor atau saat keadaan darurat.

  • 3.) Pitch (Sudut Bilah Kipas): Bilah kipas dapat diatur sudutnya sesuai dengan kecepatan rotor

    yang dikehendaki. Tergantung kondisi angin yang terlalu rendah atau terlalu kencang.

    Panel Kontrol :

    Alat ini berfungsi sebagai kontrol tegangan listrik yang

    dihasilkan oleh wind turbine. Termasuk didalamnya adalah

    inverter AC-DC.

    Inverter Dc to Ac :

    Inverter merupakan alat untuk mengubah arus searah menjadi arus bolak

    balik. Adapun tujuan pemasangan inverter adalah agar arus dari turbine

    yang tidak stabil dapat di stabilkan dengan frekuensi, tegangan dan arus

    tertentu.

    Penyimpan energy :

    Pada sistem stand alone, dibutuhkan baterei untuk

    menyimpan energi listrik berlebih yang dihasilkan turbin

    angin. Contoh sederhana yang dapat dijadikan referensi

    sebagai alat penyimpan energi listrik adalah aki mobil. Aki

    12 volt, 65 Ah dapat dipakai untuk mencatu rumah tangga

    selama 0.5 jam pada daya 780 watt.

    MCB :

    Miniature Circuit Braker Alat pengaman arus lebih adalah

    pemutus sirkit mini yang selanjutnya disebut MCB. MCB ini

    memproteksi arus lebih yang disebabkan terjadinya beban lebih dan

    arus lebih karena adanya hubungan pendek. Dengan demikian

    prinsip dasar bekerjanya yaitu untuk pemutusan hubungan yang

    disebabkan beban lebih dengan relai arus lebih seketika digunakan

    elektromagnet.

  • 2.2 Peralatan Pada Pembangkit Tenaga Surya (PLTS)

    Panel Surya :

    Panel Surya/Solar Cells berungsi untuk merubah tenaga matahari

    menjadi listrik. Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari

    matahari/ surya, membuat photon yang menghasilkan arus listrik.

    Sebuah solar cells menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt.

    Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel

    (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimun).

    Controller: yang biasanya ter-integrated dengan Box Batere, merupakan

    perangkat elektronik berbentuk kotak yang mengatur aliran listrik

    dari Modul Surya ke Batere/Accu dan aliran listrik dari

    Batere/Accu ke Lampu, TV atau Radio/Tape anda.Charge-

    Discharge pengontrol melindungi baterei dari pengisian berlebihan

    dan melindungi dari korsleting atau pengiriman muatan arus

    berlebih ke input terminal. Alat ini juga mempunyai beberapa

    indikator yang akan memberikan kemudahan kepada pengguna PLTS dengan memberikan

    informasi mengenai kondisi baterai sehingga pengguna PLTS dapat mengendalikan konsumsi

    energi menurut ketersediaan listrik yang terdapat didalam baterai. Selain itu terdapat 3 indikator

    lainnya yang mengimformasikan status pengisian, adanya muatan berlebih dan pengisian

    otomatis pada saat baterai kosong.

    MCB :

    Miniature Circuit Braker Alat pengaman arus lebih adalah

    pemutus sirkit mini yang selanjutnya disebut MCB. MCB ini

    memproteksi arus lebih yang disebabkan terjadinya beban lebih

    dan arus lebih karena adanya hubungan pendek. Dengan demikian

    prinsip dasar bekerjanya yaitu untuk pemutusan hubungan yang

    disebabkan beban lebih dengan relai arus lebih seketika

    digunakan elektromagnet.

  • Inverter Dc to Ac :

    Inverter merupakan alat untuk mengubah arus searah menjadi arus bolak

    balik. Adapun tujuan pemasangan inverter adalah agar arus dari turbine

    yang tidak stabil dapat di stabilkan dengan frekuensi, tegangan dan arus

    tertentu.

    Penyimpan energy :

    Pada sistem stand alone, dibutuhkan baterei untuk

    menyimpan energi listrik berlebih yang dihasilkan turbin

    angin. Contoh sederhana yang dapat dijadikan referensi

    sebagai alat penyimpan energi listrik adalah aki mobil. Aki

    12 volt, 65 Ah dapat dipakai untuk mencatu rumah tangga

    selama 0.5 jam pada daya 780 watt.

  • III. Potensi pembangkit tenaga bayu (PLTB) dan tenaga Surya (PLTS) di kabupaten Sidoarjo, Jawa Timur.

    Kabupaten Sidoarjo merupakan salah satu kabupaten yang mempunyai penduduk

    padat, dari hal itu tentunya kebutuhan akan pasokan listrik untuk masyarakan

    merupakan salah satu hal yang harus diperhatikan.

    Pada beberapa wilayah di Sidoarjo terdapat daerah yang berpotensi untuk

    digunakan sebagai pembangkit listrik salah satunya adalah potensi pantai ketingan

    yang terdapat pada kecamatan Buduran, Sidioarjo. Pada wilayah tersebut terdapat

    hembusan angin laut yang biasanya dimanfaatkan oleh para nelayan untuk pergi

    berlaut mencari ikan, disamping kebutuhan itu angin laut pada pantai juga dapat

    dimanfaatkan sebagai pembangkit tenaga angin (PLTB) dan pembangkit tenaga surya

    (PLTS). Ada beberapa alas an mengapa pantai ketingan dipilih sebagai lokasi

    pembangunan pembangkit

    1.) Banyak hembusan angin laut yang dapat dimanfaatkan. 2.) Daerah pantai pantai yang mempunyai curah matahari yang memadai.

    Dengan adanya potensi tersebut diharapkan dapat menyuplai kekurangan tenaga

    listrik yang dibutuh kan pada masyarakat. Khususnya masyarakat sekitar pantai

    ketingan.

    Peta Sidoarjo.

  • Peta Daerah Kabupaten Sidoarjo .

    Lokasi perencanaan pembangunan Pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) dan

    Pembangkit tenaga Surya (PLTS) pada pantai ketingan .

    Besar wilayah yang dibutuhkan untuk membangun pembangkit tenaga bayu (PLTB) dan

    pembangun pembangkit tenaga surya (PLTS) tersebut adalah.

    Rumus luas daerah pembangkit yang dibutuhkan :

    Luas untuk daerah pembangkitan PLTB adalah 4,48 km2

    Luas untuk panel surya 22 m2

    Luas untuk baterei dan operasional 300 m2

    Lokasi Pantai

    Ketingan

  • Luas lahan yang dibutuhkan untuk pembangkit

  • IV. KEBUTUHAN KELENGKAPAN YANG DIBUTUHKAN UNTUK MEMBANGUN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN (PLTB) DAN

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)

    Untuk membangun suatu pembangkit listrik tentunya dibutuhkan suatu

    perencanaan dan kelengkapan untuk menunjang terbangunnya pembangkit tersebut.

    Beberapa kelengkapan yang tentunya dibutuhkan untuk membangun pembangkit listrik

    tenaga bayu (PLTB) hybrid pembangit listrik tenaga surya (PLTS).

    Pada bahasan ini pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) menggunakan turbin

    HUMMER , adapun spesifikasi dan data-data terkait turbin generator Hummer

    Turbin HUMMER :

    Generator Hummer merupakan sebuah turbin angin yang

    mempunyai atau menangkap arah angin dari satu sisi saja dan

    pada umumnya turbin Hummer mempunyai 3 baling-baling atau

    blade yang dibutuhkan. Untuk turbin Hummer ini kita juga

    membutuhkan pertimbangan tinggi tiang penyangga turbin untuk

    mendapatkan besar angin yang dibutuhkan.

    Gambar spesifikasi turbin Hammer .

    Spesifikasi Turbin Hummer :

    Daya rata-rata (W) : 10000

    Daya output maksimal (W) : 15000

    Generator : Sinkron satu fasa

    Jumlah sudu : 3

    Tegangan Pengisian : DC 240 V

    Material sudu rotor : GRP

    Diameter sudu rotor ; 8

    Kecepatan angin start-up (m/s) ; 3

    Kecepatan angin rata-rata (m/s) : 10

    Cut-in speed :2.5 m/s

    Firling speed :13m/s

    Ratedspeed :9m/s

    Rotasi nominal (r/min) : 200

    Rasio penggunaan energi angin (Cp) : 0,4

    Airdensity :1.225 kg/m3

    Output generator : Frekuensi satu fasa AC

    Efisiensi generator : > 0,85

    Berat generator : 287

    Tinggi turbin (m) : 50

    Biayapembelian :US$ 1000

    Usia :20 tahun

  • Spesifikasi Panel surya yang digunakan :

    BELL - Modul Panel Surya 100Wp ( Mono Crystaline )

    Bell adalah merek dari Solar Panels yang mampu menghasilkan

    tenaga output lebih tinggi karena teknologi single-crystalline

    silicon, yang menawarkan efisiensi yang lebih baik daripada

    multi-crystalline atau amorphous silicon dan teknologi lapisan

    film tipis, lebih disukai.

    Sel silikon dirangkai dalam dua kawat dan masing-masing

    dilindungi dengan sebuah bypass diode untuk meminimalkan

    energi yang hilang karena bayangan. Modul melindungi solar-cell

    dari kelembaban, memberikan stabilitas UV dan perluasan panas.

    Tutup depan dibuat dari tempered solar glazing berkualitas tinggi.

    Solar glazing dan lapisan solar cell digabungkan ke dalam sebuah unit dan dikaitkan pada sebuah

    bingkai tahan puntiran, terbuat dari anodized aluminium. Solar panel diproduksi di Cina yang

    secara ketat mematuhi standard kualitas. Masing-masing unit solar-cell diuji secara tersendiri

    untuk menjaga kualitas sesuai standard sertifikasi internasional ISO 9001 : 2000 dan sertifikat

    B2TE - BPPT.

  • Spesifikasi baterei yang digunakan :

    Tegangan charger = 240 volt

    Pemakaian baterai = 12 jam

    Merk Baterai = ROLLS MARINE

    Tipe Baterai = 8 CH 33PM

    Kapasitas baterai = 250 Ah

    Tegangan baterai = 12 volt

    Dimensi

    Panjang = 718 mm

    Lebar = 286 mm

    Tinggi = 464 mm

    Massa = 187.8 k

    Harga = US$ 400

    Selain data tentang turbin diperlukan juga data-data tentang kecepatan angin dan

    curah hujan pada wilayah kabupaten sidoarjo terutama pada daerah pantai ketingan.

    Berikut data-data curah hujan dan

    kecepatan angin pada wilayah kabupaten Sidoarjo Kurva insolasi matahari daerah sidoarjo

  • A.) Kelengkapan Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB)

    Untuk membangun pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) dibutuhkan beberapa

    kelengkapan yang harus dipenuhi diantaranya kelengkapan tersebut adalah :

    1.) DAYA TOTAL Daya total aliran angin adalah sebanding dengan tenaga kinetik aliran udara:

    Dimana:

    Ptot = daya total aliran udara watt

    m = massa udara per detik kg/s

    Vi = kecepatan angin masuk m/s

    gc = faktor konversi

    = 1.0 kg/Ns2

    Massa aliran udara per detik dapat dihitung dengan persamaan:

    Dimana:

    = massa jenis udara kg/m3 A = luas penampang turbin m2

    Sehingga didapatkan:

    Dari rumus tersebut didapatkan Besar Daya total aliran udara :

    gc = 1 kg/Ns2

    (massa jenis udara) = 1,275 kg/m3 A = r

    2 = 4

    2.3,14 = 50,2 m

    2

    Vi = 18 km/jam (data diambil dari rata rata kecepatan angin max) Vi

    3 = 125 m/s (kecepatan angin )

    Ptot = ( ) 1,275. 50,2 . 125 = 4.000 watt Jadi daya total aliran udara yang minimal yang dibutuhkan oleh turbin adalah 4.000 watt

  • 2.) DAYA MAKSIMUM Daya maksimum angin (watt) yang dapat diserap oleh sudu rotor dapat dinyatakan

    dengan persamaan:

    (massa jenis udara) = 1,2 kg/m3 A = r

    2 = 42.3,14 = 50,2 m

    2

    Vi = 18 km/jam (data diambil dari rata-rata kecepatan angin max)

    Vi3 = 125 m/s

    Pmax = 0,296. 1,275 .50,2 .125 = 2.368,9 watt Jadi daya maksimum yang diserap sudu rotor adalah sebesar 2.368,9 watt

    3.) DAYA NYATA Daya nyata adalah daya yang yang dapat dimanfaatkan oleh turbin untuk dijadikan

    sebuah energi baru. Daya ini dapat dinyatakan dalam persamaan berikut:

    Dimana:

    (efisiensi turbin Hummer)= 0,86

    P = 0,86 . 4.000 = 3.440 watt Jadi daya nyata yang dimanfaatkan oleh turbin adalah sebesar 3.440 watt

    4.) KAPASITAS BATEREI YANG DIPERLUKAN Baeterei merupakan alat listrik kimiawi yang menyimpan energi dan

    mengeluarkannya dalam bentuk listrik.

    Dimana :

    P = 20kw (besar daya pembangkit yang ingin dibangkitkan)

    t = 8 jam

    Vcharger = 240 volt

  • Qtot = (20.000. 8)/ 240 = 666,7 Ah Jadi kapasitas total baterei yang dibutuhkan adalah 666,7 Ah

    5.) KEBUTUHAN BATEREI UNTUK PEMENUHAN KAPASITAS Setelah kapasitas diketahui, maka untuk selanjutnya dilakukan analisa pemililihan

    baterei yang ada dipasaran. Dan selanjutnya menentukan jumlah baterei yang

    dibutuhkan.

    Qtot = 666,7 Ah

    Qbatt= 250 Ah

    nQ = 666,7 / 250 = 3 jadi jumlah aki yang dibutuhkan adalah 3

    6.) KEBUTUHAN BATEREI UNTUK PEMENUHAN TEGANGAN

    Dimana:

    nv = jumlah baterai

    Vbatt = tegangan baterai volt

    nv = 240/12 = 20 Buah Jadi banyak aki yang dibutuhkan adalah 20 buah

    7.) TOTAL KEBUTUHAN BATEREI/AKI

    n = 20 x 3 = 60 buah unit aki jadi jumlah aki yang terpasang adalah 60 buah/unit

  • 8.) EFISIENSI TURBIN ANGIN

    Semakin besar nilai efisiensi maka penggunaan turbin angin akan semakin sedikit

    pada dimensi dan kecepatan angin yang sama. Persamaan yang digunakan adalah

    dengan mengaplikasikan persamaan(2-5), menjadi:

    = (3.440 x 2 ) / (1,275 . 8 . 50. (2,5)3 ) = 0,86

    = 0,86 x 100% = 86 % jadi efisiensi turbin adalah 86 %

    9.) JUMLAH TURBIN TERPASANG Harga N merupakan pembulatan dari n. untuk mendapatkan n, terlebih dahulu

    dihitung besarnya daya yang dihasilkan turbin kemudian dibagi dengan daya

    masing-masing turbin akibat kecepatan angin. Persamaan yang digunakan adalah:

    dimana:

    n= 20.000/3.440 = 6 unit turbin jadi turbin yang terpasang adalah 6 unit

  • 10.) MENENTUKAN JARAK YANG DIBUTUHKAN UNTUK PEMASANGAN TURBIN

    Menentukan jarak antara setiap turbin angin pada wind farm Terlalu jauh atau terlalu dekat pemasangan turbin angin pada wind farm akan menyebabkan produksi

    energi listrik yang dihasilkan wind farm tidak sebanding dengan biaya

    pembangunannya dan energi yang dikonversikan pada wind farm tersebut. Apabila

    turbin angin dibangun pada jarak yang terlalu jauh maka pemanfaatan potensi angin

    pada tempat tersebut akan tidak optimal. Sementara jika jarak antar turbin angin

    dibangun terlalu dekat, dapat terjadi turbulensi pada turbin.

    Jarak Vertikal : 5 X Diameter baling-baling turbin

    Jarak Horizontal : 7 X Diameter baling-baling turbin

    Jarak vertical = 5 X 8m

    = 40 meter

    Jarak horizontal = 7 X 8meter

    = 56 meter

    Luas lahan yang dibutuhkan untuk menempatkan turbin angin

    L = p x l

    L = 56 x 40 = 2240 m2

    = 2,24 km2

    Sedangkan luas lahan yang dibutuhkan untuk memasang 6 turbin angin adalah

    L = 2,24 km2 x 2

    = 4,48 km2

  • B.) KELENGKAPAN UNTUK MEMBANGUN PEMBANGKIT TENAGA SURYA (PLTS)

    Dalam masalah ini daya yang ingin kita bangkitkan adalah 20kWH

    Sehingga :

    Total Panel surya yang digunakan adalah :

    Nsurya= Ppeak (1jam) / kapasitas daya panel surya

    Ppeak (1jam) = P bangkit / lama penyinaran MH

    Pbangkit = 20kWH

    Kapasitas panel surya yang digunakan = 100Wp

    Ppeak = 20.000/8 = 2500 Wp Jadi besar daya peak yang dibangkitkan perjam adalah 2500 Wp

    Nsurya = 2500 / 100 = 25 Unit

    Jadi Jumlah panel surya adalah 25 unit dengan kapasitas 100Wp

    Statistik Angin Tenang

    Statistic Angin tenang /kaJm menunjukkan lamanya angin bertiup dibawah

    harga kecepatan angin tertentu. Data ini berguna dalam perencanaan subsistem

    penyimpanan SKEA di daerah terpencil, dimana selama periode kalm tersebut

    suplai daya dibawah kebutuhan minimal hams direncanakan. Lamanya periode

    kalm ini akan menentukan besarnya persediaan/simpanan energi (tangki

    penyimpan air, kapasitas baterei dan Iain-lain) yang harus dipersiapkan.

    Penyetelan pengukuran kondisi kalm diperkirakan berdasarkan data kerakteristik

    daya turbin angin yang akan dipilih. Pada pengukuran ini diasumsikan kecepatan

    cut in turbin adalh kecepatan angin 3,0 m/s dan 4 m/s. Lamanya kondisi kalm

    (maksimum)

    1.4 Statistik Arah Angin

    Arah angin dibagi menjadi 12 sektor dengan perbedaan sebesar 30 untuk setiap

    sektor. Sektor 0 (So) adalah arah Utara dengan lebar sektor sebesar 30 di mulai

    dari 345 (-15) sampai dengan +15. Keduabelas sektor tersebut adalah sebagai

    berikut:

    SO (-15- 15), arah Utara

    SI (15 -45), arah UtaraTimurLaut

    S2 (45 - 75), arah Timur Timur Laut

  • S3 (75 - 105), arah Timur

    S4 (105 - 135), arah Timur Tenggara

    S5(135- 165), arah Selatan Tenggara

    S6 (165 - 195), arah Selatan

    S7 (195 - 225), arah Selatan Barat Daya

    S8 (225 --255), arah Barat Barat Daya

    S9(255- - 285), arah Barat

    S10(285 -315), arah Barat Barat Laut

    SI 1(315 - 345), arah Utara Barat Laut

    Rancangan struktur pembangkit listrik yang ingin dibangun :

    Pemodelan system :

    DC AC

    Wind Turbin

    PV Panel Inverter Dc to

    Ac

    Beban

    Baterei

    Inverter Ac to

    Dc

  • PERANCANGAN PEMBANGKIT TENAGA ANGIN (PLTB) HYBRID TENAGA

    SURYA (PLTS)

    KONVERYER

    AC to DC

  • V. CDM (CLEAN DEVELOPMENT MECHANISM) DARI PEMBANGKIT TENAGA BAYU (PLTB) HYBRID TENAGA

    SURYA (PLTS) .MELIPUTI CARBON CREDIT YANG

    DITERIMA Mekanisme di bawah Protokol Kyoto dimana negara maju dapat mendanai proyek

    pengurangan atau pemindahan emisi gas rumah kaca di negara berkembang, dan

    menerima kredit untuk pelaksanaannya yang dapat digunakan untuk memenuhi

    kewajiban pengurangan emisi negara maju.

    Dari table tersebut kita dapat peroleh besar CDM dari pembangkit tenaga angin

    (PLTS) hybrid tenaga surya (PLTS) Sehingga

    Karena pada pembangkit listrik tenaga bayu(PLTB) hybrid (PLTH) tidak

    menghasilkan karbon kredit maka pembangkit mendapatkan uang sebesar 4,5 cent

    /kWH

    Sehingga :

    4,5 cent = 90 x 4,5 = Rp 405

    CDM = 405 x 20 = Rp8.100

    Sehingga pembangkit mendapatkan masukan per kWH sebesar Rp 8.100,00

  • VI. BIAYA PEMBANGKITAN DAN HARGA ENERGI (Rp. /kWH). Untuk mengetahui berapa besar biaya untuk membangkitkan tenaga listrik

    per kWh perlu diketahui terlebih dahulu jumlah biaya yang telah dikeluarkan atau

    diperkirakan akan dikeluarkan untuk kurun waktu tertentu misalnya satu tahun.

    Kemudian jumlah biaya pembangkitan satu tahun ini dibagi dengan produksi atau

    jumlah tenaga listrik. Adapun macam macam biaya itu adalah :

    a. Biaya tetap yang terdiri atas investasi (modal) pembangkit termasuk juga biaya

    pegawai, biaya administrasi, suku bunga dan lain lain.

    b. Biaya variable yang terdiria atas biaya pemeliharaan, bahan bakar.

    Table biaya PLTS dan PLTB Estimasi 20 tahun

    No Biaya Tetap jumlah Harga

    1 Turbin hummer US$ 1000 6 unit Rp 60.000.000

    2 PV (Solar cell) US$ 230 25 unit Rp 57.500.000

    3 Baterei US$ 400 60 unit Rp 240.000.000

    Total Rp 357.500.000

    Sehingga biaya konstruksi sebesar

    Rp 357.500.000/20 = Rp 3.575.000/tahun

    Biaya perawatan PLTS dan PLTB per tahun

    Jadi untuk biaya produksi dapat didefinisikan sebagai berikut

    Dalam penelitian ini fungsi obyektif yang akan dicari adalah biaya tahunan dari

    sistem ( Annual Cost Of System ) / ACS .

    Dimana :

    ACS = ACC + ARC + AOM + ADC

    a. ACC (Annual Capital Cost)

    No Biaya Pemeliharaan Harga

    1 Perawatan /tahun Rp 30.000.000

    2 Operator /tahun Rp 20.000.000

    Total Rp 50.000.000

  • Modal dari tiap unit yang tidak memerlukan penggantian selamanya

    ACC = Ccap. CRF ( I,Yproject)

    Dimana:

    Ccap : adalah capital cost setiap komponen(US$).

    Yproject : adalah umur proyek(tahun).

    CRF (Capital Recovery Factor) : adalah rasio untuk menghitung nilai pada

    saat Ini dari sederet aliran dana tahunan

    CRF (i, Yproject) = i (1 + i) Yproject

    / (1 + i) Y project -1

    Dan dimana : i = rata rata bunga tahunan

    i = (i-f) / (1+f)

    Dimana

    i : adalahbungapinjaman, (%).

    f: adalahrata-rata inflasitahunan, (%).

    Sehingga

    Ccap = (6 x US$ 1000) + (80 x US$ 400) + (25 x US$ 230)

    = US$ 43.750

    Yprojetc = 20 tahun

    i = (0,05 0,02 ) / (1 + 0,02) = 0,03

    CRF = 0,03 (1+0,03) 20

    / (1+0,03) 19

    = 0,03

    ACC = 0,03 x 43.750 = US$ 1.352

    b. AOM (Annual of maintance)

    Biaya operasional dan Perawatan tahunan merupakan fungsi dari biaya modal,

    kehandalan komponen dan juga umur dari komponen.

    AOM dapat dihitung sebagai berikut :

    AOM = Ccap(1-)/y

    : Effisiensi masing masing komponen 98 %

    y : Waktu project berlangsung dalam tahun

    Sehingga : AOM = US$ 43.750 (1-0,98)/ 20 = US$ 43,75

    c. ARC (Annual Replacement cost)

    Merupakan biaya yang digunakan untuk penggantian komponen dan unit selama

    project berlangsung.

  • ARC dapat dihitung sebagai berikut :

    ARC = Crep.SFF (i, Yrep)

    Dimana :

    Crep : biaya penggantian unit US$

    Yrep :Usia unit

    SFF: Faktor penurunan sebuah rasio untuk memperkirakan nilai dimasa

    datangdari sederet persamaan aliran dana tahunan.

    SFF dapat dihitung sebagai berikut :

    SFF (i, Y rep) = 1 / (1+i)Yrep

    -1

    Sehingga :

    Crep = US$ 43.750

    SFF = 1 / (1 + 0,03)20

    -1 = 1,25

    ARC = 43.750 x 1,25 = US$ 54.687,5

    d. ADC (Annual Damage cost)

    ADC merupakan biaya yang disebabkan karena sistem ini tidak mampu

    memenuhi permintaan beban, dihitung per kWh yang tidak dapat

    dipenuhi sistem.

    ADC = daya yang tidak dipenuhi x biaya denda

    Sehingga :

    ADC = 200 Watt x US$ 5 = US$ 1.000

    JADI KITA DAPATKAN :

    ACS = ACC + ARC + AOM + ADC

    ACS = 1.352 + 43,75 + 54.687,5 + 1.000 = US$ 57.083,25

    SEHINGGA BIAYA BANGKIT ADALAH :

    Biaya bangkit = biaya pembangkitan / jumlah produksi pembangkitan pertahun

    Biaya bangkit = 57.083,25 / 20.000 = US$ 2,85 /kWH

    Jadi biaya bangkit yang dibutuhkan adalah

    1$ = 9.800 rupiah

    Biaya bangkit dari PLT = 2,85 x 9800 = Rp 27.930,00

  • HARGA ENERGI :

    Perkiraan jumlah produksi listrik selama 1 tahun

    Bulan Agt Sept Okt Nov Des Jan Feb Maret

    Kecepatan

    angin(km/jam)

    intensitas

    cahaya (Wp)

    15

    4,48

    18

    5,05

    19

    4,85

    15

    4,43

    25

    4,42

    22

    3,91

    18

    4,03

    17

    4,48

    Daya Listrik

    (kW) 9,5 18,50 18,5 9,5 50,9 32,0 18,50 18,50

    Produksi

    Listrik (kWh) 6.840 13.320 13.320 6.840 36.648 23.040 13.320 13.320

    april mei juni juli

    17

    4,62

    19

    4,37

    17

    4,17

    16

    4,44

    18,50

    18,50 18,50 9,5

    13.320 13.320 13.320 6.840

    Keterangan :

    Debit : debit air yang memenuhi persyaratan untuk operasi turbin dalam setahun hanya 8

    bulan

    Daya Listrik = daya PLTS x daya PLTB / daya PLTS + daya PLTB

    Produksi Listrik = Daya (Watt) x 30 (hari) x 24 (jam)

    = 9,5 x 30 x 24 =6840 kWh

    ( )

    Jadi

    Biaya produksi = (50.000.000+ 357.500.000) / 173.448kw =Rp 2.349

  • VII. DIAGRAM PERENCANAAN PEMBANGUNAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU (PLTS) HYBRID TENAGA SURYA

    (PLTS).

    Mulai

    Menentukan Komponen PLTS dan PLTB

    Menghitung biaya pembangkitan dan harga energi

    Kurva biaya pembangkitan

    pertahunpertahun

    Membentuk kemungkinan konfigurasi PLTS dan PLTB

    Memasukan persyaratan system operasi

    Memasukan variable sesiivitas konsumsi energi

    Konfigurasi PLTB dan PLTS

    Data beban harian, Kecepatan angin,

    Intensitas matahari, spesifikasi bahan

    Biaya pembangkitan

    dan harga energy

    minimum

    Selesai

  • VIII. AMDAL DAN INFFORMASI LINGKUNGAN LOKASI PEMBANGUNAN PEMBANGKIT.

    A.) Dari Segi Geografis :

    Pantai Ketingan (juga sering disebut Kepetingan) sudah lama menjadi objek

    wisata pantai di Kabupaten Sidoarjo. Ketingan masuk Desa Sawohan, Kecamatan

    Buduran. Kita bisa menembus Ketingan dari Bluru Kidul (Sidoarjo), Balongdowo

    (Candi), Karanggayam (Sidoarjo), Gisik Cemandi (Sedati), atau Kalanganyar

    (Sedati). Di Ketingan semua sungai yang berada di Sidoarjo bermuara. Karena tak

    punya kampung tetangg , dikeliling tambak, mangrove, serta hutan pantai,

    Ketingan praktis terpelosok. Jalan darat ada, tapi sangat sulit. Di musim hujan

    jangan coba-coba naik sepeda motor ke Ketingan karena medannya parah dan

    sulit.

    B.) Dari Segi lingkungan

    Dari segi lingkungan pantai ketingan mempunyai hembusan angin yang cukup

    dan memadai hal itu dikarenakan pantai ketingan sering digunakan oleh para

    penduduk untuk mencari penghasilan dengan melayar mencari ikan. Intensitas

    matahari di pantai ketingan juga memadai karena diwilayah pantai mendapan

    intensitas cahaya yang cukup di siang harinya.

    C.) Dari segi ekonomi

    Dari sisi ekonomi mungkin masyarakat dapat menikmanai penggunaan barang

    elektronik untuk rumah tangga serta dapat memanfaatkan pembangkit ini untuk

    berbagai keperluan sehari-hari. Dari situ pendapatan masyarakat sekitar bisa

    bertambah dengan adanya pembangkit listrik ini.

    D.) Dari segi social

    Arahan Pembangunan energi listrik kedepan menjadikan pantai ketingan sebagai

    daerah mandiri energy pertama di Sidoarjo, seluruh energi listrik di pantai

    ketingan sepenuhnya akan dikerahkan oleh angin, matahari, juga energi dari

    tumbuh- tumbuhan

  • IX. PERBANDINGAN ANTARA PLTA, PLT ARUS LAUT, PLT POMPA SERTA PLT SUNGAI

    1. Pembangkit Listrik Tenaga Air

    PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) adalah suatu system pembangkit energi listrik dengan

    cara memanfaatkan aliran dari air yang kemudian diubah menjadi energi listrik malalui putaran

    turbin dan generator. Sistem yang sangat simple, dan yang penting adalah ramah terhadap

    lingkungan.

    1. Aspek Teknis dan Peralatan yang digunakan :

    Lokasi jauh dari lokasi pemanfaatan. Karena PLTA ini terletak bendungan/waduk.

    Proses pembangkitannya memanfaatkan energi air jatuh (water hammer), yaitu air dalam

    reservoir dialirkan ke turbin melalui penstock, dimana harus ada beda ketinggian.

    Dam : merupakan bagian yang berfungsi sebagai penahan air dalam penampungan.

    Turbin air : merupakan alat yang dapat berputar apabila terdapat aliran air dengan

    memanfaatkan energy kinetik yang dihasilkan oleh aliran air tersebut.

    Generator : alat konversi energy mekanik menjadi energy listrik.

    Penstock : untuk mengalirkan air ke turbin.

  • Power house : untuk tempat generator.

    Kontrol gate : sebagai pengontrol masuknya aliran air ke turbin.

    Jaringan transmisi listrik : untuk distribusi listrik.

    2. Aspek Ekonomi

    Biaya pembangkitan PLTA untuk tahun 2011 sebesar Rp 156 / kWh

    Efisiensi dari sistem pembangkitan jenis ini masih di bawah 5% sehingga untuk

    diterapkan secara besar-besaran akan cukup sulit mengingat biaya pembangunan PLT-PL

    ini sangat besar, sehingga lebih tepat digunakan untuk skala kecil.

    Skala keekonomian PLTA mencapai kapasitas 5 MW dengan biaya investasi mencapai

    100 juta /MW

    Meskipun biaya operasi atau produksinya jauh lebih murah daripada menggunakan bahan

    bakar fosil seperti minyak, namun biaya pembangunannya sangat mahal.

    3. Aspek Lingkungan

    Tidak menghasilkan gas rumah kaca dan limbah lainnya.

    Dapat digunakan untuk sistem irigasi masyarakat sekitar.

    4. Aspek Sosio-Budaya

    Pemanfaatan energi baru, seperti PLTA, akan mengurangi ketergantungan akan bahan

    bakar fosil.

    Penelitian ini akan melibatkan instansi-instansi yang terkait / departemen sehingga

    diharapkan akan memberikan sumbangsihnya dalam bidang ilmu pengetahuan dan

    teknologi (IPTEK).

    Penggunaan teknologi ini akan mengurangi dampak pencemaran lingkungan akibat emisi

    gas buang dari produk BBM atau batubara.

    Setiap proyek yang akan dibangun nantinya akan mengurangi jumlah pengangguran,

    karena tentunya akan menyerap banyak tenaga kerja.

    Tidak menghasilkan polusi yang mungkin mengganggu masyarakat sekitar.

    Merupakan jenis pembangkit yang aman dengan resiko rendah.

  • 2. Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut

    Secara singkat proses konversi energi arus atau gelombang laut adalah dengan

    memanfaatkan energi kinetik yang ada pada gelombang laut untuk menggerakkan turbin. Ombak

    naik ke dalam ruang generator, lalu air yang naik menekan udara keluar dari ruang generator dan

    menyebabkan turbin berputar. Ketika air turun, udara bertiup dari luar ke dalam ruang generator

    dan memutar turbin kembali. Untuk mengkonversi energi gelombang terdapat tiga sistem dasar

    yaitu sistem kanal yang menyalurkan gelombang ke dalam reservoar atau kolam, sistem

    pelampung yang menggerakan pompa hidrolik, dan sistem osilasi kolom air yang memanfaatkan

    gelombang untuk menekan udara di dalam sebuah wadah. Tenaga mekanik yang dihasilkan dari

    sistem-sistem tersebut ada yang akan mengaktifkan generator secara langsung atau

    mentransfernya ke dalam fluida kerja, air atau udara, yang selanjutnya akan menggerakan turbin

    atau generator.

    Untuk teknologi energi saat ini ada empat teknologi energi gelombang yaitu sistem rakit

    Cockerell, tabung tegak Kayser, pelampung Salter, dan tabung Masuda. Sistem rakit Cockerell

    berbentuk untaian rakit-rakit yang saling dihubungkan dengan engsel-engsel dan sistem ini

    bergerak naik turun mengikuti gelombang laut. Gerakan relatif rakit-rakit menggerakkan pompa

    hidrolik yang berada di antara dua rakit. Sistem tabung tegak Kayser menggunakan pelampung

    yang bergerak naik turun dalam tabung karena adanya tekanan air.

    Gerakan relatif antara pelampung dan tabung menimbulkan tekanan hidrolik yang dapat

    diubah menjadi energi listrik. Sistem Pelampung Salter memanfaatkan gerakan relatif antara

    bagian/pembungkus luar (external hull) dan bandul didalamnya (internal pendulum) untuk

    diubah menjadi energi listrik. Pada sistem tabung Masuda metodenya adalah memanfaatkan

    gerak gelombang laut masuk ke dalam ruang bawah dalam pelampung dan menimbulkan

    gerakan perpindahan udara di bagian ruangan atas dalam pelampung. Gerakan perpindahan udara

    ini dapat menggerakkan turbin udara.

    Sedang cara untuk menangkap energi gelombang ada beberapa macam. Tiga cara yang

    dapat dilakukan untuk menangkap gelombang laut adalah sebagai berikut:

    1.Dengan pelampung :

    Alat ini akan membangkitkan listrik dari hasil gerakan vertikal dan rotasional pelampung

    dan dapat ditambatkan pada sebuah rakit yang mengambang atau alat yang tertambat di dasar

    laut

  • 2.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.

    Sederhananya OWC merupakan salah satu sistem dan peralatan yang dapat mengubah energi

    gelombang laut menjadi energi listrik dengan menggunakan kolom osilasi. 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.

    3. 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.

    1. Aspek Teknis dan Peralatan yang digunakan :

    Lokasi jauh dari lokasi pemanfaatan. Karena PLTA ini terletak bendungan/waduk.

    Proses pembangkitannya memanfaatkan energi air jatuh (water hammer), yaitu air dalam

    reservoir dialirkan ke turbin melalui penstock, dimana harus ada beda ketinggian.

    Dam : merupakan bagian yang berfungsi sebagai penahan air dalam penampungan.

  • Turbin air : merupakan alat yang dapat berputar apabila terdapat aliran air dengan

    memanfaatkan energy kinetik yang dihasilkan oleh aliran air tersebut.

    Generator : alat konversi energy mekanik menjadi energy listrik.

    Penstock : untuk mengalirkan air ke turbin.

    Power house : untuk tempat generator.

    Kontrol gate : sebagai pengontrol masuknya aliran air ke turbin.

    Jaringan transmisi listrik : untuk distribusi listrik.

    2. Aspek Ekonomi

    Biaya pembangkitan PLTA untuk tahun 2011 sebesar Rp 2.000 / kWh

    Efisiensi dari sistem pembangkitan jenis ini masih di bawah 65% sehingga untuk

    diterapkan secara besar-besaran akan memungkinkan untuk direalisasikan.

    Skala keekonomian dengan biaya investasi mencapai 1.7 juta per MW

    Meskipun biaya operasi atau produksinya jauh lebih murah daripada menggunakan bahan

    bakar fosil seperti minyak, namun biaya pembangunannya sangat mahal.

    Berdasarkan hasil pengamatan yang ada, deretan ombak (gelombang) yang terdapat di

    sekitar pantai Selandia Baru dengan tinggi rata-rata 1 meter dan periode 9 detik

    mempunyai daya sebesar 4,3 kW per meter panjang ombak. Sedangkan deretan ombak

    serupa dengan tinggi 2 meter dan 3 meter dayanya sebesar 39 kW per meter panjang

    ombak. Untuk ombak dengan ketinggian 100 meter dan perioda 12 detik menghasilkan

    daya 600 KW per meter.

    Transverse Horisontal Axis Water Turbine (THAWT) dengan menggunakan dua turbin

    dan satu generator yang diletakkan di tengah-tengahnya, bisa dihasilkan listrik sebesar 12

    MWatt.

    Dari pengujian pertama di laboratorium, diperkirakan Anaconda bisa menghasilkan

    sekitar 1MW dan bisa menghasilkan listrik seharga US$ 0,12 per kWh atau bahkan

    kurang dari angka tersebut.

    3. Aspek Lingkungan

    Tidak menghasilkan gas rumah kaca dan limbah lainnya.

    Dapat digunakan untuk subjek penelitian

    4. Aspek Sosio-Budaya

    Pemanfaatan energi baru, seperti PLTA, akan mengurangi ketergantungan akan bahan

    bakar fosil.

    Penelitian ini akan melibatkan instansi-instansi yang terkait / departemen sehingga

    diharapkan akan memberikan sumbangsihnya dalam bidang ilmu pengetahuan dan

    teknologi (IPTEK).

  • Penggunaan teknologi ini akan mengurangi dampak pencemaran lingkungan akibat emisi

    gas buang dari produk BBM atau batubara.

    Setiap proyek yang akan dibangun nantinya akan mengurangi jumlah pengangguran,

    karena tentunya akan menyerap banyak tenaga kerja.

    Tidak menghasilkan polusi yang mungkin mengganggu masyarakat sekitar.

    Merupakan jenis pembangkit yang aman dengan resiko rendah.

    3. Pembangkit Listrik Tenaga Pompa

    PLN telah memutuskan untuk membangun PLTA Pompa Cisokan (Upper Cisokan

    Pumped Storage Plant ) yang lokasinya 40 km sebelah barat kota Bandung. Konstruksi PLTA

    tersebut dimulai tahun 2012, dan diharapkan unit pertama dari 4 unit yang dibangun akan

    komisioning pada tahun 2016. PLTA Pompa Cisokan mempunyai kapasitas total sebesar 1.040

    MW ( 4 x 260 MW). PLTA Pompa Cisokan adalah PLTA jenis pompa (pump-storage pertama

    yang dibangun di Indonesia). Untuk menyambut PLTA jenis pompa yang pertama di Indonesia,

    berikut penulis membahas tentang latar belakang, aspek teknis dan ekonomis PLTA jenis ini.

    PRINSIP KERJA

    Pada PLTA Pompa terdapat dua buah waduk, yaitu waduk bawah dan waduk atas. Pada

    saat kebutuhan beban dalam system tenaga listrik rendah, maka kelebihan daya yang tidak

    diserap oleh konsumen dipakai untuk memompa air dari waduk bawah ke waduk atas.

  • Sedangkan pada saat beban puncak, air yang terkumpul pada waduk atas akan dialirkan ke

    waduk bawah untuk memutar turbin dan menghasilkan daya listrik untuk memenuhi kebutuhan

    beban puncak. Secara skematis prinsip kerja PLTA pompa diperlihatkan pada gambar berikut.

    SUSUNAN INSTALASI MESIN

    Pada tahap awal pengembangannya, susunan mesin pada PLTA pompa mempunyai

    system atau instalasi yang terpisah antara pompa dan turbin. Artinya pada suatu PLTA pompa

    terdapat suatu instalasi lengkap yang berfungsi sebagai turbin, serta terdapat instalasi lain yang

    terpisah berfungsi sebagai pompa. Pada instalasi turbin, terdiri dari peralatan-peralatan pipa

    pesat, turbin serta generator. Sedangkan pada instalasi yang berfungsi sebagai pompa terdapat

    peralatan motor, pompa dan pipa.

    Pada tahap pengembangan PLTA pompa selanjutnya ,dengan semakin maju teknologi,

    maka system yang terpisah tersebut ditinggalkan sehingga biaya pembangunan PLTA pompa

    dapat ditekan lebih rendah karena tidak perlu lagi membangun instalasi mesin ganda seperti di

    awal pengembangannya. Dewasa ini instalasi mesin pada PLTA pompa biasanya terdiri atas 2

    variasi sebagai berikut :

    1. Pada satu poros yang sama terdapat : a. pompa, b. turbin, dan c. motor dan generator yang

    menyatu (bersifat reversible).

    2. Pada satu poros yang sama terdapat a. pompa dan turbin yang menyatu (reversible), b.

    motor dan generator yang bersatu (reversible).

    Untuk kedua variasi di atas, hanya terdapat satu instalasi pipa pesat dan satu buah saluran

    bawah (tailrace) yang dipakai secara bolak balik, baik sebagai turbin maupun pada operasi

    sebagai pompa.

  • Turbin dan pompa biasanya dipasang secara vertical untuk unit-unit berkapasitas besar dan

    horizontal untuk unit kecil. Kelebihan susunan variasi 1 dimana turbin dan pompa merupakan

    instalasi yang terpisah, dimungkinkan untuk mendapatkan efisiensi yang optimum, baik pada

    saat berfungsi sebagai turbin maupun pada saat pengoperasian sebagai pompa. Sedangkan jika

    variasi 2 yang dipilih, efisiensinya tidak seoptimum variasi 1, namun harga instalasi PLTA

    pompa akan lebih murah.

    Suatu perkembangan yang unik dari turbin pompa adalah yang dikenal sebagai turbin pompa

    isogyre. Pada turbin pompa jenis ini terdapat sudu ganda, dimana sudu pompa (imoeler) terletak

    pada atas poros, sedangkan sudu turbin (runner) terletak di bagian bawah. Turbin dilengkapi

    dengan sudu pengarah (guide-vane) yang bias disetel sesuai dengan kondisi beban, sedangkan

    sudu pengarah pada pompa merupakan sudu tetap. Katup penutup untuk unit-unit pompa dan

    turbin berupa cylinder gate di bagian luar runner dan impeller, sehingga berisi udara (tidak berisi

    air) pada saat unit yang bersangkutan beroperasi.

    Pada turbin pompa ini juga terdapat rumah keong (spiral case) yang dipakai bersama oleh

    pompa dan turbin untuk mengalirkan air ke impeller dan runner. Runner dan impeller

    mempunyai arah putaran yang sama, sehingga perubahan fungsi instalasi dari turbin menjadi

    pompa atau sebaliknya dapat dilakukan secara cepat.

    PERSYARATAN TEKNIS

    Secara teknis persyaratan suatu PLTA pompa umumnya sama dengan persyaratan teknis

    PLTA konvensional lainnya, yaitu adanya potensi debit aliran air (Q) dan tinggi jatuh (H) yang

    memadai. Namun disamping banyak karakteristik yang sama dengan PLTA konvensional,

    mengingat fungsinya yang khusus, PLTA pompa juga memiliki berbagai syarat teknis yang

    berbeda yang harus diperhatikan secara khusus pada tahap perencanaannya.

    Syarat-syarat khusus PLTA pompa tersebut antara lain adalah adanya waduk atas dan

    waduk bawah, persyaratan elevasi, serta kapasitas waduk dan headnya. Secara singkat syarat-

    syarat tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :

    1. Waduk atas dan waduk bawah.

    Kekhususan PLTA pompa yang membedakannya dengan PLTA konvensional adalah PLTA

    jenis ini memerlukan dua buah waduk dalam pengoperasiannya, yaitu waduk atas dan waduk

    bawah. Pada saat beban rendah dilakukan pengoperasian pompa untuk menaikkan air dari waduk

    bawah ke waduk atas. Sebaliknya pada saat beban puncak maka air yang berada di waduk atas di

    alirkan ke waduk bawah untuk memutar turbin yang menggerakkan generator dan menghasilkan

    energi listrik.

    2. Persyaratan elevasi turbin dan pompa.

  • Secara teknis harus diperhitungkan agar letak pompa/turbin harus pada elevasi yang lebih

    rendah dari elevasi waduk bawah. Dengan elevasi turbin/ pompa yang lebih rendah tersebut

    maka diharapkan dapat dihindari timbulnya kavitasi yang akan menyebabkan hilangnya energi

    yang besar serta kerusakan pada sudu turbin dan pompa. Terlebih-lebih pada saat pengoperasian

    pompa untuk mengalirkan air dari waduk bawah ke waduk atas.

    Pada saat operasi pemompaan tersebut dipersyaratkan adanya perbedaan elevasi yang

    minimum antara sudu pompa dengan elevasi air pada permukaan waduk bawah. Perbedaan

    elevasi minimum tersebut dapat diperoleh dengan memperhitungkan tekanan atmosfir, tekanan

    uap jenuh serta kerugian head di dalam saluran air.

    3. Kapasitas waduk dan tinggi jatuh.

    Besarnya debit air (Q) dan tinggi jatuh (H) secara langsung akan berbanding lurus dengan

    kapasitas terpasang PLTA. Misalnya jika terdapat potensi debit air sebesar 115 m3 per detik dan

    tinggi jatuh sebesar 237 meter, maka kapasitas terpasang yang dapat dibangkitkan oleh PLTA

    tersebut adalah :

    P = 9,8 x Q x H x nT x nG x nS

    P Kapasitas terpasang dalam kW

    Q = Debit air, dalam m3 per detik

    H = tinggi jatuh, dalam meter

    nT = Effisiensi turbin, misalnya diambil 90 %

    nG = Efisiensi generator, diambil 98 %

    nS = Efisiensi saluran air, misalnya 90 %

    maka, P = 9,8 x 115 x 237 x 0,90 x 0,98 x 0,90

    = 212.023 kW = 212,02 MW.

    Setelah diketahui berapa debit air yang diperlukan untuk membangkitkan listrik dengan

    kapasitas terpasang tertentu, maka selanjutnya dapat diketahui berapa besar kapasitas operasi

    waduk (life storage capacity) minimal yang dibutuhkan.

    Rumus untuk mencari kapasitas operasi waduk adalah sebagai berikut : (misal untuk lama

    operasi turbin 6 jam per hari )

    Kapasitas waduk : = 115 m3 x 3600x 6

    = 2.484.000 m3

    1. Aspek Teknis dan Peralatan yang digunakan :

    Lokasi jauh dari lokasi pemanfaatan. Karena PLTA ini terletak bendungan/waduk.

    Proses pembangkitannya memanfaatkan energi air jatuh (water hammer), yaitu air dalam

    reservoir dialirkan ke turbin melalui penstock, dimana harus ada beda ketinggian.

  • Dam : merupakan bagian yang berfungsi sebagai penahan air dalam penampungan.

    Turbin air : merupakan alat yang dapat berputar apabila terdapat aliran air dengan

    memanfaatkan energy kinetik yang dihasilkan oleh aliran air tersebut.

    Generator : alat konversi energy mekanik menjadi energy listrik.

    Penstock : untuk mengalirkan air ke turbin.

    Power house : untuk tempat generator.

    Pompa : untuk memompa air ke reservoir atas

    Kontrol gate : sebagai pengontrol masuknya aliran air ke turbin.

    Jaringan transmisi listrik : untuk distribusi listrik.

    2. Aspek Ekonomi

    Biaya pembangkitan PLTA Pompa untuk tahun 2011 sebesar Rp 850,65 / kWh.

    Efisiensi dari sistem pembangkitan jenis ini masih di bawah 5% sehingga untuk

    diterapkan secara besar-besaran akan cukup sulit mengingat biaya pembangunan PLT-PL

    ini sangat besar, sehingga lebih tepat digunakan untuk skala kecil.

    Skala keekonomian PLTA Pompa mencapai kapasitas 5 MW dengan biaya investasi

    mencapai 100 juta /MW

    Meskipun biaya operasi atau produksinya jauh lebih murah daripada menggunakan bahan

    bakar fosil seperti minyak, namun biaya pembangunannya sangat mahal.

    3. Aspek Lingkungan

    Tidak menghasilkan gas rumah kaca dan limbah lainnya.

    Dapat digunakan untuk sistem irigasi masyarakat sekitar.

    4. Aspek Sosio-Budaya

    Pemanfaatan energi baru, seperti PLTA, akan mengurangi ketergantungan akan bahan

    bakar fosil.

    Penelitian ini akan melibatkan instansi-instansi yang terkait / departemen sehingga

    diharapkan akan memberikan sumbangsihnya dalam bidang ilmu pengetahuan dan

    teknologi (IPTEK).

    Penggunaan teknologi ini akan mengurangi dampak pencemaran lingkungan akibat emisi

    gas buang dari produk BBM atau batubara.

    Setiap proyek yang akan dibangun nantinya akan mengurangi jumlah pengangguran,

    karena tentunya akan menyerap banyak tenaga kerja.

    Tidak menghasilkan polusi yang mungkin mengganggu masyarakat sekitar.

    Merupakan jenis pembangkit yang aman dengan resiko rendah.

  • 4. Pembangkit Listrik Tenaga Sungai Bawah Tanah

    Keberadaan sungai bawah tanah di gua Ngerong, desa Rengel, Tuban hendaknya

    dimanfaatkan potensinya. Aliran sungai bawah tanah di gua Ngerong mempunyai debit sekitar

    773,6 lt/detik dan dengan debit ini maka akan dihasilkan listrik sebesar kurang lebih 20 kW.

    Daerah desa rengel yang sebagian besar wilayahnya berupa rumah dan sawah penduduk sangat

    membutuhkan air yang berasal dari sungai tersebut. Daerah di sekitar desa Rengel sering kali

    mengalami kekeringan. Oleh sebab itu dibutuhkannya pompa untuk menyalurkan air dimana

    pompa tersebut membutuhkan listrik. Maka, muncul konsep pembangkit listrik yang bertumpu

    pada masyarakat. Konsep ini berbasis pada teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro

    (PLTMH). Mikro Hidro mendapatkan energi dari aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian

    tertentu. Energi tersebut dimanfaatkan untuk memutar turbin yang dihubungkan dengan

    generator listrik. PLTMH merupakan salah satu alternatif solusi untuk mengatasi kekurangan

    listrik maupun khususnya dalam penggunaannya dengan pompa air untuk mengatasi kekurangan

  • air. Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro akan coba diaplikasikan di sungai bawah tanah di

    gua Ngerong, desa Rengel, Tuban.

    Potensi debit air sungai bawah tanah dan daya terbangkit PLTMH

    Potensi debit air sungai bawah tanah yang berada di gua Ngerong di dapatkan dari hasil

    penelitian oleh LIPI (lembaga ilmu pengetahuan dan teknologi ). Penelitian gua dilakukan LIPI

    pada tanggal 5-8 September 2002 selama tiga hari. Gua Ngerong yang terletak di Desa Rengel,

    Kecamatan Rengel, Kabupaten Tuban 30 km sebelah selatan kota Tuban kearah Bojonegoro

    secara geografis terletak di sekitar LS. 112o 00 BT. 7o 04. Gua yang diteliti merupakan lokasi

    wisata alam andalan kota Tuban meskipun terbatas di sekitar mulut gua. Gua Ngerong memiliki

    sungai bawah tanah dengan debit air pada tahun 2002 sekitar 773.6 l/detik yang berada di hulu

    sungai bawah tanah sedangka di pintu keluaran gua debitnya mencapai 573.7 l/detik.

    Rumus yang mendasari perhitungan potensi daya hidrolik adalah

    Pelc =g x Qd x Hnet x Etb x Egnr x Em x Esal

    Dengan :

    Pelc = potensi daya elektrik (kW)

    g = konstanta percepatan gravitasi, 9.8 meter/dtk2

    Qd = debit desain (m3/dtk)

    Hnet = head efektif (meter)

    Etb = efisiensi turbin

    Egnr = efisiensi generator

    Em = efisiensi transmisi mekanik

    Esal = efisiensi saluran air

  • PLTMH Desa Rengel direncanakan memanfaatkan aliran Sungai bawah tanah. Aliran air

    Sungai bawah tanah dibendung untuk mengarahkan aliran air menuju intake dan masuk ke bak

    penenang. PLTMH desa Rengel tidak menggunakan saluran pembawa (head race) karena sisi

    kanan dan kiri sudah terdapat dinding gua yang bisa menghadang agar air tidak meluber. Pada

    intake dilengkapi dengan saringan ( Trashrack ) untuk mencegah masuknya daun-daun, cabang-

    cabang pohon dan benda-benda lain terbawa aliran air ke dalam saluran. Bak penenang

    (Forebay) ditempatkan bersambung dengan bendungan dan intake. Air dari bak penenang akan

    disalurkan melalui pipa pesat (penstock) pada ujung bak penenang. Kemudian air masuk menuju

    ke turbin yang ditempatkan di rumah pembangkit.

    1. Aspek Teknis dan Peralatan yang digunakan :

    Lokasi jauh dari lokasi pemanfaatan. Karena PLTA ini terletak bendungan/waduk.

    Proses pembangkitannya memanfaatkan energi air jatuh (water hammer), yaitu air dalam

    reservoir dialirkan ke turbin melalui penstock, dimana harus ada beda ketinggian.

    Dam : merupakan bagian yang berfungsi sebagai penahan air dalam penampungan.

  • Turbin air : merupakan alat yang dapat berputar apabila terdapat aliran air dengan

    memanfaatkan energy kinetik yang dihasilkan oleh aliran air tersebut.

    Generator : alat konversi energy mekanik menjadi energy listrik.

    Penstock : untuk mengalirkan air ke turbin.

    Power house : untuk tempat generator.

    Kontrol gate : sebagai pengontrol masuknya aliran air ke turbin.

    Jaringan transmisi listrik : untuk distribusi listrik.

    2. Aspek Ekonomi

    Biaya pembangkitan sungai bawah tanah sebesar Rp 750 / kWh

    Efisiensi dari sistem pembangkitan jenis ini masih di bawah 60% sehingga untuk

    diterapkan secara besar-besaran akan cukup sulit mengingat biaya pembangunan PLT-ini

    sangat sulit karena lokasinya di bawah tanah..

    Skala keekonomian pembangkit ini mencapai kapasitas 50 kW dengan biaya investasi

    mencapai Rp2.000.000 /kW

    Meskipun biaya operasi atau produksinya jauh lebih murah daripada menggunakan bahan

    bakar fosil seperti minyak, namun biaya pembangunannya sangat mahal.

    3. Aspek Lingkungan

    Tidak menghasilkan gas rumah kaca dan limbah lainnya.

    Dapat digunakan untuk sistem irigasi masyarakat sekitar.

    4. Aspek Sosio-Budaya

    Pemanfaatan energi baru, seperti PLTMH sungai bawah tanah, akan mengurangi

    ketergantungan akan bahan bakar fosil.

    Penelitian ini akan melibatkan instansi-instansi yang terkait / departemen sehingga

    diharapkan akan memberikan sumbangsihnya dalam bidang ilmu pengetahuan dan

    teknologi (IPTEK).

    Penggunaan teknologi ini akan mengurangi dampak pencemaran lingkungan akibat emisi

    gas buang dari produk BBM atau batubara.

    Setiap proyek yang akan dibangun nantinya akan mengurangi jumlah pengangguran,

    karena tentunya akan menyerap banyak tenaga kerja.

    Tidak menghasilkan polusi yang mungkin mengganggu masyarakat sekitar.

  • 5. Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut

    Energi tidal atau energi pasang surut barangkali kurang begitu dikenal dibandingkan

    dengan energi samudera yang lain seperti energi ombak (wave energy). Jika dibandingkan

    dengan energi angin dan surya, energi tidal memiliki sejumlah keunggulan antara lain: memiliki

    aliran energi yang lebih pasti/mudah diprediksi, lebih hemat ruang dan tidak membutuhkan

    teknologi konversi yang rumit. Kelemahan energi ini diantaranya adalah membutuhkan alat

    konversi yang handal yang mampu bertahan dengan kondisi lingkungan laut yang keras yang

    disebabkan antara lain oleh tingginya tingkat korosi dan kuatnya arus laut.

    Saat ini baru beberapa negara yang yang sudah melakukan penelitian secara serius dalam

    bidang energi tidal, diantaranya Inggris dan Norwegia. Di Norwegia, pengembangan energi ini

    dimotori oleh Statkraft, perusahaan pembangkit listrik terbesar di negara tersebut. Statkraft

  • bahkan memperkirakan energi tidal akan menjadi sumber energi terbarukan yang siap masuk

    tahap komersial berikutnya di Norwegia setelah energi hidro dan angin. Keterlibatan perusahaan

    listrik besar seperti Statkraft mengindikasikan bahwa energi tidal memang layak diperhitungkan

    baik secara teknologi maupun ekonomis sebagai salah satu solusi pemenuhan kebutuhan energi

    dalam waktu dekat.

    Pembangkit listrik tenaga tidal terapung. Turbin-turbin air dan mesin-mesin listrik

    terletak di bawah air, hanya bagian atas dari pembangkit listrik tersebut yang tampak diatas

    permukaan laut (Sumber: Statkraft)

    Perlu diketahui bahwa potensi energi tidal di Indonesia termasuk yang terbesar di dunia,

    khususnya di perairan timur Indonesia. Sekarang inilah saatnya bagi Indonesia untuk mulai

    menggarap energi ini. Jika bangsa kita mampu memanfaatkan dan menguasai teknologi

    pemanfaatan energi tidal, ada dua keuntungan yang bisa diperoleh yaitu, pertama, keuntungan

    pemanfaatan energi tidal sebagai solusi pemenuhan kebutuhan energi nasional dan, kedua, kita

    akan menjadi negara yang mampu menjual teknologi tidal yang memberikan kontribusi terhadap

    devisa negara. Belajar dari India yang mampu menjadi salah satu pemain teknologi turbin angin

    dunia (dengan produk turbin angin Suzlon), maka tujuan yang kedua bukanlah hal yang terlalu

    muluk untuk kita wujudkan.

    Menurut Dandekar,MM dan Sherma,KN, 1991, pada dasarnya pembangkit listrik tenaga

    pasang surut melibatkan kolam penampung air, baik itu kolam buatan maupun kolam yang

    memanfaatkan kondisi alam. Pada prinsipnya pemanfaatan tenaga pasang surut air laut untuk

    pembangkit listrik dibedakan menjadi tiga, yaitu susunan kolam tunggal, susunan kolamganda,

    dan susunan kolambersama. Dari prinsip-prinsip dasar ini kemudian dikembang beberapa cara

    untuk mendapatkan energi yang boleh dikatakan terus menerus.

    Dalam susunan kolam tunggal, hanya terdapat sebuah kolam penampung air yang

    langsung berhadapan dengan laut. Kolam dan laut dipisahkan oleh tanggul, sedangkan aliran

    antara keduanya disalurkanmelalui pintu air yang terletak disepanjang tanggul, pada tanggul ini

    juga terdapat bangunan pembangkit listrik. Arus yang masuk dari laut menuju kolam penampung

    atau dari kolam penampung menuju laut dapat digunakan untuk memutar turbin.

  • Dalam susunan kolam tunggal energi listrik dapat dibangkitkan dengan menggunakan

    tiga macam sistem daur air, tiga sistem daur air itu adalah sistem daur air pasang tunggal, sistem

    daur air surut tunggal, dan sistem daur air ganda. berikut ini akan dijelaskan mekanisme kerja

    dari pembangkit listrik pasang surut dengan menggunakan masing-masing sistem daur air, lihat

    Gambar di bawah.

    Bangunan Tampak Atas

    1. Aspek Teknis dan Peralatan yang digunakan :

    Lokasi jauh dari lokasi pemanfaatan. Karena PLTA ini terletak bendungan/waduk.

    Proses pembangkitannya memanfaatkan energi air jatuh (water hammer), yaitu air dalam

    reservoir dialirkan ke turbin melalui penstock, dimana harus ada beda ketinggian.

  • Pembangkit listrik tenaga arus laut memiliki beberapa komponen penting antara lain :

    Rotor, untuk mengkonversikan energi kinetik terdapat dua jenis rotor (daun turbin) yang

    biasa digunakan Jenis rotor yang mirip dengan kincir angin atau cross-flow rotor atau

    rotor Darrieus.

    Generator, dapat mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Generator yang

    digunakan oleh pembangkit arus laut dengan teknologi MCT (Marine Current turbine)

    adalah generator asinkron.

    Gearbox, berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada turbin energi arus laut menjadi

    putaran tinggi agar daat digunakan untuk memutar generator.

    Sistem Pengereman, digunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah gearbox agar

    bekerja pada titik aman saat terdapat arus yang besar. Alat ini perlu dipasang karena

    generator memiliki titik kerja aman dalam pengoperasiannya.

    Rectifier-Inverter, untuk mengatasi naik turunnya keluaran listrik dari generator karena

    naik turunnya putaran turbin maka listrik yang dihasilkan oleh generator harus disalurkan

    terlebih dahulu ke sistem rectifier-inverter agar keluaran tegangan dan frekuensi

    listriknya sama dengan listrik yang dihasilkan PLN.

    2. Aspek Ekonomi (70 kW)

    Biaya pembangkitan untuk tahun 2011 sebesar 1,53 centUSD/kWh

  • Efisiensi dari sistem pembangkitan jenis ini masih di bawah 30% sehingga untuk

    diterapkan secara besar-besaran akan memungkinkan untuk direalisasikan.

    Skala keekonomian biaya investasi mencapai US$ 3.000/kW

    Meskipun biaya operasi atau produksinya jauh lebih murah daripada menggunakan bahan

    bakar fosil seperti minyak, namun biaya pembangunannya sangat mahal.

    3. Aspek Lingkungan

    Tidak menghasilkan gas rumah kaca dan limbah lainnya.

    Dapat digunakan untuk sistem irigasi masyarakat sekitar.

    4. Aspek Sosio-Budaya

    Pemanfaatan energi baru, yaitu pasang surut laut, akan mengurangi ketergantungan akan

    bahan bakar fosil.

    Penelitian ini akan melibatkan instansi-instansi yang terkait / departemen sehingga

    diharapkan akan memberikan sumbangsihnya dalam bidang ilmu pengetahuan dan

    teknologi (IPTEK).

    Penggunaan teknologi ini akan mengurangi dampak pencemaran lingkungan akibat emisi

    gas buang dari produk BBM atau batubara.

    Setiap proyek yang akan dibangun nantinya akan mengurangi jumlah pengangguran,

    karena tentunya akan menyerap banyak tenaga kerja.

    Tidak menghasilkan polusi yang mungkin mengganggu masyarakat sekitar.

    Merupakan jenis pembangkit yang aman dengan resiko rendah.

    X. SURGE TANK, KOLAM PENENANG

    . PENGERTIAN BAK PENENANG DAN SURGE TANK

  • A. Bak penenang (Forebay).

    Bak penenang berada di ujung saluran pembawa yang berfungsi untuk mecegah

    turbulensi air sebelum diterjunkan melalui pipa pesat. Bangunan yang mempunyai

    potongan melintang (luas penampang basah) lebih besar dari Headrace yang

    berfungsi untuk memperlampat aliran air. Pada sutu instalasi pembangkit listrik

    tenaga air haruslah memperhitungkan kemungkinan bahaya yang timbul pada saluran

    pipa pada instalasi tersebut misalnya terjadinya water hammer akibat penutupan katup

    secara cepat. Water hammer ini dapat menimbulkan peningkatan tekanan pada

    saluran pipa sehingga dapat menyebabkan pecahnya pipa apabila tekanan yang terjadi

    melebihi kekuatan maksimum dari pipa tersebut terutama untuk saluran yang relatif

    panjang dibagi dengan tinggi terjun yang ada. Untuk itulah perlu dipasang Surge tank

    Fungsinya terutama untuk: mengurangi water hammer akibat perubahan beban,

    menampung air saat beban mendadak turun, mensuplai air pada saat pembebanan

    mendadak dan lain-lain.

    B. Surge Tank

    Surge Tank adalah pipa tegak atau reservoir penyimpanan di ujung hilir saluran air

    tertutup atau pipa pemasok untuk saatterjadi kenaikan tekanan yang mendadak, serta

    dengan cepat memberikan air ekstra selama penurunan tekanan singkat. Dalam

    teknologi pertambangan, bijih pompa bubur menggunakan tangki gelombang yang

    relatif kecil untuk mempertahankan beban pada pompa.

    Untuk penggunaan pembangkit listrik tenaga air, tangki gelombang merupakan ruang

    penyimpanan tambahan atau reservoir dipasang antara reservoir penyimpanan utama

    dan power house (sebagai dekat dengan rumah listrik mungkin). Surge tank biasanya

    diberikan pada tanaman tinggi atau menengah-kepala ketika ada jarak yang cukup jauh

    antara sumber air dan unit daya, sehingga perlu penstock panjang. Fungsi utama dari

    tangki gelombang adalah:

    1. Ketika beban berkurang, air bergerak mundur dan akan disimpan di dalamnya.

  • 2. Ketika beban meningkat, tambahan pasokan air akan disediakan oleh tangki

    gelombang. Singkatnya, tangki gelombang meringankan variasi tekanan karena

    perubahan yang cepat dalam kecepatan air.

    Gambar dari Surge tank

    XI. OTEC (Pembangkit Listrik Panas Laut) dengan PLT SOLAR POND (Kolam Surya).

    PERBANDINGAN PLT OTEC VS PLT SOLAR PONDS

    Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) adalah teknologi untuk menkonversi energi

    termal yang ada pada laut akibat radiasi sinar matahari menjadi tenaga listrik.

    5. Prinsip Kerja

    Beberapa pakar energi berpendapat bahwa OTEC akan menjadi teknologi penghasil listrik

    yang sangat kompetitif di masa depan. OTEC dapat memproduksi listrik hingga skala gigawatt, dan

    dengan penggabungan dengan sistem elektrolisis, akan menghasilkan hidrogen cukup untuk

    menggantikan konsumsi bahan bakar fosil dunia. Tetapi, mengatur biaya adalah yang tersulit.

    Seluruh fasilitas OTEC membutuhkan peralatan khusus dan pipa panjang berdiameter besar yang

    ditenggelamkan hingga beberapa kilometer jauhnya dari permukaan untuk mendapatkan air dingin.

    Dan itu membutuhkan banyak biaya.

    Secara sederhana dapat disebutkan bahwa OTEC bekerja dengan memanfaatkan perbedaan

    temperatur untuk membangkitkan tenaga listrik dengan cara memanfaatkannya untuk menguapkan

    Ammonia atau Freon. Tekanan uap yang timbul kemudian dipergunakan untuk memutar turbin.

    Adapun prinsip kerja dari OTEC secara umum adalah:

  • a) Konversi energi panas laut atau OTEC menggunakan perbedaan temperatur antara

    permukaan yang hangat dengan air laut dalam yang dingin, minimal sebesar 77 derajat

    Fahrenheit (25C) agar bisa digunakan untuk membangkitkan listrik.

    b) Laut menyerap panas yang berasal dari matahari. Panas matahari membuat permukaan air

    laut lebih panas dibandingkan air di dasar laut. Hal ini menyebabkan air laut bersirkulasi

    dari dasar ke permukaan. Sirkulasi air laut ini juga dapat dimanfaatkan untuk

    menggerakkan turbin dan menghasilkan energi listrik.

    c) Dalam beroperasinya OTEC, pipa-pipa akan ditempatkan di laut yang berfungsi untuk

    menyedot panas laut dan mengalirkannya ke dalam tangki pemanas guna mendidihkan

    fluida kerja. Umumnya digunakan ammonia sebagai fluida kerja karena mudah menguap.

    Dari uap fluida tersebut selanjutnya akan digunakan untuk menggerakkan turbin

    pembangkit listrik. Selanjutnya, uap fluida dialirkan ke ruang kondensor. Didinginkan

    dengan memanfaatkan air laut bersuhu 5 derajat Celcius. Air hasil pendinginan kemudian

    dikeluarkan kembali ke laut. Begitu siklus seterusnya.

    Jenis Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC)

    a. Berdasarkan lokasi :

    o Daratan (land based plant)

    o Mengapung (floating based plant)

    o Perairan dangkal (shelf based plant)

    b. Berdasarkan sistem siklus yang digunakan :

    o Closed-Cycle (Siklus Tertutup) :

    Closed-cycle system menggunakan fluida dengan titik didih rendah,seperti ammonia, untuk

    memutar turbin guna membangkitkan listrik. Air laut permukaan yang hangat dipompa melewati

    sebuah heat exchanger (penukar panas) di mana fluida dengan titik didih rendah tadi diuapkan.

    Fluida yang mengalami perubahan wujud menjadi uap akan mengalami peningkatan tekanan. Uap

    bertekanan tinggi ini kemudian dialirkan ke turbin untuk menghasilkan listrik. Kemudian air dingin

    dari dasar lautan dipompa melewati heat exchanger yang kedua, mengembunkan hasil penguapan

    tadi menjadi fluida lagi, di mana siklus ini berputar terus menerus.

  • o Open-Cycle (Siklus Terbuka) :

    Open-Cycle OTEC menggunakan air laut permukaan yang hangat untuk membangkitkan listrik.

    Ketika air laut hangat dipompakan ke dalam kontainer bertekanan rendah, air ini mendidih. Uap yang

    mengembang menggerakkan turbin tekanan rendah untuk membangkitkan listrik. Uap ini

    meninggalkan garam-garam di belakang kontainer. Jadi uap ini hampir merupakan air murni. Uap ini

    kemudian dikondensasikan kembali dengan menggunakan suhu dingin dari air dasar laut.

    o Hybrid System (Siklus Gabungan) :

    Siklus hybrid menggunakan keunggulan sistem siklus terbuka dan tertutup. Siklus hybrid

    menggunakan air laut yang diletakkan di tangki bertekanan rendah (vacuum chamber) untuk dijaikan

    uap. Lalu uap tersebut digunakan untuk menguapkan fluida bertitik didih rendah (amonia atau yang

    lainnya) yang akan menggerakkan turbin guna menghasilkan listrik. Uap air laut tersebut lalu

    dikondensasikan untuk menghasilkan air tawar desalinasi.

  • 1. Aspek Teknis dan Peralatan yang digunakan :

    Lokasi jauh dari lokasi pemanfaatan. Karena PLTPL-OTEC ini terletak di laut atau di

    dekat laut.

    Proses pembangkitannya memanfaatkan panas yang ada di lautan, yaitu suhu hangat yang

    diperoleh dari permukaan laut dan suhu dingin yang diperoleh dari laut dalam.

    Evaporator : merupakan bagian yang berfungsi sebagai penguap fluida

    Turbin uap : merupakan alat yang dapat berputar apabila terdapat aliran uap dengan

    memanfaatkan energy kinetik yang dihasilkan oleh aliran uap tersebut.

    Generator : alat konversi energy mekanik menjadi energy listrik.

    Kondensor : fungsi dari kondensor adalah untuk mengembunkan uap dari turbin.

    Pompa : untuk membantu mengalirnya cairan pada sistem.

    Pipa : sebagai tempat mengalirnya cairan dan uap.

    Medium cair berupa zat dengan titik didih rendah seperti amonia.

    2. Aspek Ekonomi

    Karena OTEC belum dikomersialkan, maka biaya tepatnya belum dapat dipastikan.

    Efisiensi dari sistem pembangkitan jenis ini masih di bawah 5% sehingga untuk

    diterapkan secara besar-besaran akan cukup sulit mengingat biaya pembangunan PLT-PL

    ini sangat besar, sehingga lebih tepat digunakan untuk skala kecil.

    Skala keekonomian OTEC mencapai kapasitas 100 MW dengan biaya investasi mencapai

    US$ 2,42 juta /MW dan biaya produksi listrik US$ 0,068 /kWh.

    Meskipun biaya operasi atau produksinya jauh lebih murah daripada menggunakan bahan

    bakar fosil seperti minyak, namun biaya pembangunannya sangat mahal.

    3. Aspek Lingkungan

    Tidak menghasilkan gas rumah kaca dan limbah lainnya.

  • Untuk OTEC sistem tertutup, apabila terdapat kebocoran, maka amonianya dapat

    menyebabkan polusi di lautan.

    4. Aspek Sosio-Budaya

    Pemanfaatan energi baru, seperti PLTPL-OTEC, akan mengurangi ketergantungan akan

    bahan bakar fosil.

    Penelitian ini akan melibatkan instansi-instansi yang terkait / departemen sehingga

    diharapkan akan memberikan sumbangsihnya dalam bidang ilmu pengetahuan dan

    teknologi (IPTEK).

    Penggunaan teknologi ini akan mengurangi dampak pencemaran lingkungan akibat emisi

    gas buang dari produk BBM atau batubara.

    Setiap proyek yang akan dibangun nantinya akan mengurangi jumlah pengangguran,

    karena tentunya akan menyerap banyak tenaga kerja.

    Tidak menghasilkan polusi yang mungkin mengganggu masyarakat sekitar.

    Merupakan jenis pembangkit yang aman dengan resiko rendah.

    6. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SOLAR PONDS

    Pembangkit listrik tenaga solar ponds merupakan pembangkit listrik yang memanfaatlan

    kolam-kolam air garam untuk menangkap panas matahari. Kemudian di dalam kolam di beri

    sistem perpipaan sebagai boiler lalu dari panas itulah dapat mengubah air menjadi uap dan

    memutar turbin uap yang dikopel dengan generator.

    Sejarah Dead Sea

    Laut Mati atau disebut juga Laut Asin,

    adalah sebuah danau garam yang berbatasan

    dengan Israel dan Tepi Barat di barat, dan

    Yordania di timur. Permukaannya dan pantai

    adalah 422 meter (1.385 kaki) di bawah

    permukaan laut, permukaan air terendah dari

    permukaan bumi di ukur dari tanah kering. Laut

    Mati adalah 378 m (1.240 kaki) dalamnya, danau

    yang terdalam di antara danau danau asin dunia.

    Juga merupakan air yang paling asin, dengan

    33,7% salinitas. Hanya Danau Assal (Djibouti),

    Garabogazk dan beberapa danau hypersaline

    dari Lembah Kering McMurdo di Antartika

    (seperti Don Juan Pond dan mungkin Danau

    Vanda) memiliki salinitas yang lebih tinggi.

    Danau ini adalah 8,6 kali lebih asin daripada laut.

  • Dikarenakan salinitas yang keras, membuat suatu lingkungan di mana binatang tidak dapat

    berkembang, maka sesuai dengan namanya Laut Mati. Laut Mati adalah 67 kilometer (42 mil)

    panjangnya dan 18 kilometer (11 mil) lebarnya pada titik terlebar. Itu terletak di Yordania Rift

    Valley, dan anak sungai utamanya adalah Sungai Yordan.

    Laut Mati telah menarik pengunjung dari seluruh Mediterania selama ribuan tahun.

    Secara Alkitabiah, itu adalah tempat perlindungan bagi Raja Daud. Itu adalah salah satu pertama

    di dunia resor kesehatan (untuk Herod the Great), dan telah menjadi pemasok berbagai produk,

    dari balsam untuk membuat mumi Mesir untuk garam abu untuk pupuk. Orang-orang juga

    menggunakan garam dan mineral dari Laut Mati untuk menciptakan kosmetika dan herbal

    sachet.

    Kandungan mineral dari Laut Mati sangat berbeda dari air laut. Komposisi yang tepat

    dari air Laut Mati bervariasi terutama dengan musim, kedalaman dan suhu. Pada awal 1980-an

    konsentrasi spesies ion (dalam g / kg) dari permukaan air Laut Mati adalah Cl-(181,4), Br-(4.2),

    SO42-(0,4), HCO3-(0,2), Ca2 + (14.1), Na + (32,5), K + (6.2) dan Mg2 + (35,2). Jadi total

    salinitas adalah 276 g / kg. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa w / w% komposisi garam,

    seperti klorida anhidrat, adalah kalsium klorida (CaCl2) 14,4%, kalium klorida (KCl) 4,4%,

    magnesium klorida (MgCl2 ) 50,8% dan natrium klorida (garam dapur, NaCl) 30,4%. Sebagai

    perbandingan, garam dalam air dari sebagian besar lautan dan laut adalah sekitar 97% natrium

    klorida. Konsentrasi ion sulfat (SO42-) sangat rendah, dan konsentrasi ion bromida (Br-) adalah

    yang tertinggi dari semua perairan di Bumi.

    Konsentrasi garam Laut Mati berfluktuasi

    sekitar 31,5%. Ini adalah hasil yang luar biasa tinggi

    dan dalam nominal densitas 1,24 kg / L. Siapapun

    dapat dengan mudah mengapung di Laut Mati karena

    kemampuan mengapung alam.

    Fitur yang tidak biasa dari Laut Mati adalah

    pelepasan aspal. Dari rembesan yang mendalam,

    Laut Mati terus-menerus memuntahkan kerikil kecil

    dan blok dari substansi hitam. Aspal-aspal ini lah

    yang melapisi patung-patung dan tengkorak

    Neolitikum dari situs arkeologi telah ditemukan. Juga pembuatan mumi Mesir memerlukan

    proses yang menggunakan aspal yang diimpor dari kawasan Laut Mati.

    Saat ini diskusi untuk mencari pemecahan terkait krisis energi listrik semakin intensif

    dilakukan oleh banyak pihak. Mengacu pada konsep green energy yang mencoba mengurangi

    ketergantungan pada bahan bakar fosil mengurangi efek pemansan global, telah muncul opsi-

  • opsi sumber energi terbarukan dan berkelanjutan yang telah dicetuskan. Sebut saja energi panas

    bumi, gelombang laut (tidal), biomassa, dan solar pond.

    Opsi sumber energi yang terakir

    yaitu solar pond sebenarnya bukanlah

    hal baru dalam pembangkitan energi

    listrik. Penggunaan energi potensial

    dari solar pond untuk pembangkitan

    tenaga listrik sudah dikembangkan

    sejak tahun 1970-an di benua Australia.

    Namun solar pond kemudian

    ditinggalkan karena dinilai memiliki

    efisiensi yang sangat kecil untuk

    pembangkitan listrik (hanya berkisar

    17%). Saat ini, ketika kebutuhan akan

    sumber energi terbarukan semakin tidak

    bisa ditoleransi lagi, solar pond kembali dilirik meskipun dengan segala keterbatasannya.

    Apa sebenarnya solar pond dan bagaimana cara pemanfaatannya untuk membangkitkan

    tenaga listrik?

    Solar pond atau kolam surya merupakan kolam air garam yang difungsikan untuk

    memerangkap energi panas matahari. Panas yang terperangkap di bagian dasar solar pond itulah

    yang kemudian dimanfaatkan untuk menguapkan organic fluid menjadi uap. Uap tersebut

    digunakan untuk memutar turbin uap yang telah dikopel ke generator.

  • Pemanfaatan solar pond sebagai sumber energi memakan biaya produksi sekitar

    $180/MWh. Biaya ini jauh lebih tinggi dari pada biaya produksi dengan sumber energi angin

    ($20-60/MWh) atau batubara ($40/MWh) namun masih lebih rendah bila dibandingkan dengan

    biaya produksi pembangkit listrik tenaga surya yang mencapai $1000/MWh.

    Selain itu,

    pemanfaatan

    solar pond juga berpengaruh

    terhadap kondisi

    lingkungan maupun sosial

    budaya untuk

    kawasannya. Dari

    aspek lingkungan, solar

    pond bisa memakan daerah resapan air tawar dan mencemari tanah (akibat ketidaktepatan

    penggunaan jenis garam) mengingat begitu luasnya daerah yang digunakan. Sedangkan dari

    aspek sosial budaya, pemanfaatan solar pond bisa membawa kemajuan tersendiri untuk

    masyarakat sekitar mengingat saat ini hampir sebagian besar daerah garam merupakan daerah

    yang masih cukup tertinggal.

    Menilik dari fakta-fakta tersebut, mungkin tidak ada salahnya memposisikan sumber

    energi ini sebagai sumber dengan tingkat kepentingan intermediate bawah atau sebagai sumber

    utama sistem hybrid tenaga listrik yang tidak terinterkoneksi (stand alone). Pengembangan

    sumber energi ini akan menjadi sangat penting jika Indonesia benar-benar ingin menerapkan

    konsep limited distribution area pada sistem tenaga listriknya. Sekali lagi semua bergantung

    pada kebijakan PT.PLN dan pemerintah daerah masing-masing.

    1. Aspek Teknis dan Peralatan yang digunakan :

    Lokasi jauh dari lokasi pemanfaatan. Karena Pembangkit listrik tenaga Solar Ponds ini

    terletak di dekat laut atau tambak-tambak garam.

    Proses pembangkitannya memanfaatkan panas yang ada di kolam garam, yaitu suhu

    panas yang diperoleh dari dasar kolam yang menangkap panas matahari.

    Evaporator : merupakan bagian yang berfungsi sebagai penguap fluida

  • Turbin uap : merupakan alat yang dapat berputar apabila terdapat aliran uap dengan

    memanfaatkan energy kinetik yang dihasilkan oleh aliran uap tersebut.

    Generator : alat konversi energy mekanik menjadi energy listrik.

    Kondensor : fungsi dari kondensor adalah untuk mengembunkan uap dari turbin.

    Pompa : untuk membantu mengalirnya cairan pada sistem.

    Pipa : sebagai tempat mengalirnya cairan dan uap.

    Organic fluid berupa zat untuk diubah menjadi uap oleh air garam yang panas.

    2. Aspek Ekonomi

    Karena PLT Solar Pond belum dikomersialkan, maka biaya tepatnya belum dapat

    dipastikan.

    Efisiensi dari sistem pembangkitan jenis ini mencapai 70% sehingga dapat diterapkan

    secara makro.

    Skala keekonomian PLT Solar Ponds untuk debit 122 m3/s maka dapat dicari kapasitas

    terpasang:

    PE = (122 m3/s) * (9.8 m/s2) * (400 m) * (1000 kg/m3) * (70%)

    = 334MW = ~350MW.

    Dengan estimasi sistem plant sekitar $800 million, dan harga pembangkitan $0.061/kWh

    maka dapat dicari lamanya waktu untuk balik modal :

    Time recovery = [{(800million USD)/(0.061 USD/kwh)} / 350.000 kw] / 8760 hr

    = 4.3 years

    Meskipun biaya operasi atau produksinya jauh lebih murah daripada menggunakan bahan

    bakar fosil seperti minyak, namun biaya pembangunannya sangat mahal.

    3. Aspek Lingkungan

    Tidak menghasilkan gas rumah kaca dan limbah lainnya.

    Untuk bahan organic fluida ini sangat beracun jadi berbahaya jika ada kebocoran.

    4. Aspek Sosio-Budaya

    Pemanfaatan energi baru, seperti PLT Solar Ponds, akan mengurangi ketergantungan

    akan bahan bakar fosil.

    Penelitian ini akan melibatkan instansi-instansi yang terkait / departemen sehingga

    diharapkan akan memberikan sumbangsihnya dalam bidang ilmu pengetahuan dan

    teknologi (IPTEK).

    Penggunaan teknologi ini akan mengurangi dampak pencemaran lingkungan akibat emisi

    gas buang dari produk BBM atau batubara.

    Setiap proyek yang akan dibangun nantinya akan mengurangi jumlah pengangguran,

    karena tentunya akan menyerap banyak tenaga kerja.

    Tidak menghasilkan polusi yang mungkin mengganggu masyarakat sekitar.

  • Dapat menambah daya guna tambak / kolam galam, sehingga mensejahterakan para

    petani garam.

  • Kesimpulan

    Sistem pembangkit tenaga angin dan surya cocok untuk dikembangkan di daerah terpencil yang memiliki potensi sumber cahaya matahari dan sumber

    angin lebih.

    Dari perhitungan yang ada biaya yang dibangkitkan oleh pembangkit tenaga bayu hybrid tenaga surya sebesar Rp 27.000,00

  • DAFTAR PUSTAKA

    ITS-Undergraduate-9222-4205100040-Paper

    Kitektro_Vol01No02Thn2012_Fauzi_p39-44

    kincir_angin

    ITS-paper-20185-Paper

    ITS-paper-20185-Presentation

    15.3-Liem-Wahyu-hal-37-56