Aneka Tenaga Listrik: 2013

Home Archives for 2013

Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ialah Pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime mover). Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Mesin diesel sebagai penggerak mula PLTD berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator.
Penggunaan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama untuk daerah baru yang terpencil atau untuk listrik pedesaan dan untuk memasok kebutuhan listrik suatu pabrik.

Bentuk dan Bagian-bagian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Dari gambar di atas dapat kita lihat bagian-bagian dari Pembangkit Listrik Tenaga Diesel, yaitu :

1. Tangki penyimpanan bahan baker.
2. Penyaring bahan bakar.
3. Tangki penyimpanan bahan bakar sementara (bahan bakar yang disaring).
4. Pengabut.
5. Mesin diesel.
6. Turbo charger.
7. Penyaring gas pembuangan.
8. Tempat pembuangan gas (bahan bakar yang disaring).
9. Generator.
10. Trafo.
11. Saluran transmisi.

Terminologi pembangkit listrik berbahan bakar minyak pada umumnya diidentikkan dengan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD). Walau pada kenyataannya bahan bakar minyak juga terkadang digunakan pada PLTG. Prinsip kerja PLTD adalah dengan menggunakan mesin diesel yang berbahan bakar High Speed Diesel Oil (HSDO). Mesin diesel bekerja berdasarkan siklus diesel. Mulanya udara dikompresi ke dalam piston, yang kemudian diinjeksi dengan bahan bakar kedalam tempat yang sama. Kemudian pada tekanan tertentu campuran bahan bakar dan udara akan terbakar dengan sendirinya. Proses pembakaran seperti ini pada kenyataannya terkadang tidak menghasilkan pembakaran yang sempurna. Hal inilah yang menyebabkan efisiensi pembangkit jenis ini rendah, lebih kecil dari 50 %. Namun apabila dibandingkan dengan mesin bensin (otto), mesin diesel pada kapasitas daya yang besar masih memiliki efisiensi yang lebih tinggi, hal ini dikarenakan rasio kompresi pada mesin diesel jauh lebih besar daripada mesin bensin.

Mesin Diesel

Keuntungan utama penggunaan pembangkit listrik berbahan bakar minyak atau sering disebut dengan PLTD adalah dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih tersediannya bahan bakar. Kehandalan pembangkit ini tinggi karena dalam operasinya tidak bergantung pada alam seperti halnya PLTA. Mengingat waktu start-nya yang cepat namun ongkos bahan bakarnya tergolong mahal dan bergantung dengan perubahan harga minyak dunia yang cenderung meningkat dari tahun ke tahun, PLTD disarankan hanya dipakai untuk melayani konsumen pada saat beban puncak.

Investasi awal pembangunan PLTD yang relatif murah, kebutuhan energi di daerah-daerah terisolasi yang mendesak dan kebutuhan energi daerah-daerah yang belum terlalu besar, pemerintah Indonesia berinisiatif membangun PLTD yang berfungsi sebagai base-supply untuk memenuhi kebutuhan listrik di daerah-daerah ini, untuk mengurangi biaya transmisi dan rugi-rugi jaringan dalam menyalurkan energi listrik dari kota terdekat.

Dengan digunakannya bahan bakar konvensional maka adanya kemungkinan pembangkit ini akan sulit dioperasikan di masa depan karena persediaan minyak bumi dunia yang semakin menipis. Harga minyak yang terus meningkat menjadi pertimbangan utama dalam menggunakan pembangkit ini. Harga minyak yang mahal diakibatkan karena pasar minyak dunia yang tidak stabil dan ongkos transportasi untuk membawa minyak tersebut ke daerah yang dituju. Padahal di sisi beban, PLN dipaksa menjual dengan harga murah. Inilah yang menyebabkan PLN rugi besar.

A. Kompresor Utama
Kompresor utama adalah kompesor aksial yang berguna untuk memasok udara bertekanan ke dalam ruang bakar yang sesuai dengan kebutuhan. Kapasitas kompresor harus cukup besar karena pasokan udara lebih (excess air) untuk turbin gas dapat mencapai 350 %. Disamping untuk mendapatkan pembakaran yang sempurna, udara lebih ini digunakan untuk pendingin dan menurunkan suhu gas hasil pembakaran.

B. Inlet Guide Vanes (IGV)
Pada kompresor berkapasitas besar, diisi udara masuk kompresor, yaitu pada inlet guide vanes dipasang variabel IGV, sedangkan pada kompresor berukuran kecil umumnya dipasang Fixed Guide Vanes. Variabel IGV berfungsi untuk mengatur volume udara yang dikompresikan sesuai dengan kebutuhan atau beban turbin. Pada saat Start Up, IGV juga berfungsi untuk mengurangi surge. Pada saat stop dan selama start up, IGV tertutup ( pada unit tertentu, posisi IGV 34-48% ), kemudian secara bertahap membuka seiring dengan meningkatnya beban turbin. Pada beban turbin tertentu, IGV terbuka penuh (83-92%). Selama stop normal IGV perlahan-lahan ditutup bersamaan dengan turunnya beban, sedangkan pada stop emergency, IGV tertutup bersamaan dengan tertutupnya katup bahan bakar.

C. Combustion Chamber
Combustion Chamber adalah ruangan tempat proses terjadinya pembakaran. Ada turbin gas yang mempunyai satu atau dua Combustion Chamber yang letaknya terpisah dari casing turbin, akan tetapi yang lebih banyak dijumpai adalah memiliki Combustion Chamber dengan beberapa buah Combustion basket, mengelilingi sisi masuk (inlet) turbin. Di dalam Combustion Chamber dipasang komponen-komponen untuk proses pembakaran beserta sarana penunjangnya, diantaranya: Fuel Nozzle, Combustion Liner, Transition Piece, Igniter, Flame Detektor

D. Turbin Gas
Turbin Gas berfungsi untuk membangkitkan energi mekanis dari sumber energi panas yang dihasilkan pada proses pembakaran. Selanjutnya energi mekanis ini akan digunakan untuk memutar generator listrik baik melalui perantaraan Load Gear atau tidak, sehingga diperoleh energi listrik. Bagian-bagian utama Turbin Gas adalah: Sudu Tetap, Sudu Jalan, Saluran Gas Buang, Saluran Udara Pendingin, Batalan, Auxiallary Gear

E. Load Gear
Load Gear atau main Gear adalah roda gigi penurun kecepatan putaran yang dipasang diantara poros Turbin Compressor dengan poros Generator. Jaringan listrik di Indonesia. Memilii frekwensi 50 Hz, sehngga putaran tertinggi generator adalah 3000 RPM, sedangkan putaran turbin ada yang 4800 RPM atau lebih.

F. Alat Bantu
Pada saat muai start up, belum tersedia udara untuk pembakaran. Udara pembakaran disuplai oleh kompresor aksial, sedangkan kompresor aksial harus diputar oleh turbin yang pada saat start up belum menghasilkan tenaga bahkan belum berputar. Oleh karenanya, pada saat start up perlu ada tenaga penggerak lain yang dapat diperoleh dari : Motor generator, Motor Listrik, Mesin Diesel.

Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) mempunyai beberapa peralatan utama seperti :

Turbin Gas(Gas Turbine),
Kompresor (Compressor),
Ruang Bakar (Combustor).

Udara dengan tekanan atmosfir ditarik masuk ke dalam compressor melalui pintu, kemudian ditekan masuk ke dalam compressor menuju ruang bakar dengan tekanan 250 Psi dicampur dengan bahan bakar dan di bakar dalam ruang bakar dengan temperatur 2000 – 30.000F. Gas hasil pembakaran yang merupakan energi termal dengan temperature dan tekanan yang tinggi yang suhunya kira-kira 9000C .

Dari energi panas yang dihasilkan inilah kemudian akan dimanfaatkan untuk memutar turbin didalam sudut-sudut gerak dan sudut-sudut diam turbin, gas panas tersebut temperature dan tekanan mengalami penurunan dan proses ini biasa disebut dengan proses ekspansi. Selanjutnya energi mekanis yang dihasilkan oleh turbin digunakan untuk memutar generator hingga menghasilkan energi listrik. Adapun sebagai pendukung pusat listrik tenaga gas ini digunakan beberapa alat bantu (auxiliary equipments) untuk membantu proses siklus turbin gas berjalan dengan baik, seperti :

Sistem Pelumas
Sistem Bahan Bakar
Sistem Pendingin
Sistem Udara Kontrol
Sistem Hidrolik
Sistem Udara Tekan
Sistem Udara Pengkabutan

PLTG Gorontalo

Kelebihan PLTG

1. Ringan
2. Waktu Start yang relatif singkat
3. Tidak memerlukan air pendingin
4. Masa pembangunan yang 1-2 tahun
5. Murah
6. Dapat ditempatkan disegala lokasi
7. Keandalan tinggi, karena alat bantunya sedikit sehingga kemungkinan kerusakan juga kecil.
8. Bisa diremote (dikendalikan dari jauh)
9. Memungkinkan dipasang secara mobile

Kekurangan PLTG

kendala utama perkembangan pembangkit ini di Indonesia adalah pada proses penyediaan bahan bakar gas itu sendiri. Pemeriksaan BPK menemukan bahwa jumlah kebutuhan gas bumi untuk sejumlah pembangkit PLN di Jawa dan Sumatera sebanyak 1.459 juta kaki kubik per hari, sedangkan pasokan gas yang disediakan oleh para pemasok sebanyak 590 juta kaki kubik per hari. Dengan demikian terjadi kekurangan pasokan gas sebanyak 869 juta kaki kubik per hari.

1. Efisiensi rendah, 25 – 32 %
2. Umurnya pendek.
3. Daya mampunya sangat dipengaruhi oleh kondisi udara atmofer.
4. Biaya pemeliharaan mahal, karena harga sudu-sudunya tinggi atau mahal
5. Kapasitas kecil, maksimum sekitar 200 MW
6. Harga bahan bakar tinggi, karena memerlukan bahan bakar kualitas tinggi

Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) merupakan pembangkit energi listrik yang menggunakan mesin turbin gas sebagai penggerak generatornya. Turbin nya dirancang dengan prinsip kerja yang sederhana dimana energi panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar diubah menjadi energi mekanis dan selanjutnya diubah menjadi energi listrik atau energi lainnya sesuai dengan kebutuhannya.

Sistem PLTG menggunakan prinsip siklus Brayton yang dibagi atas siklus terbuka dan siklus tertutup. Pada siklus terbuka, fluida kerja adalah udara atmosfer dan pengeluaran panas di atmosfer karena gas buang dari turbin dibuang ke atmosfer. Adapun kekurangan dari turbin gas adalah sifat korosif pada material yang digunakan untuk komponen-komponen turbinnya karena harus bekerja pada temperature tinggi dan adanya unsur kimia bahan bakar minyak yang korosif (sulfur, vanadium dll), tetapi dalam perkembangannya pengetahuan material yang terus berkembang hal tersebut mulai dapat dikurangi meskipun tidak dapat secara keseluruhan dihilangkan.
tingkat efisiensi yang rendah hal ini merupakan salah satu dari kekurangan sebuah turbin gas juga dan pada perkembangannya untuk menaikkan efisiensi dapat diatur/diperbaiki temperature kerja siklus dengan menggunakan material turbin yang mampu bekerja pada temperature tinggi dan dapat juga untuk menaikkan efisiensinya dengan menggabungkan antara pembangkit turbin gas dengan pembangkit turbin uap dan hal ini biasa disebut dengan combined cycle.

Rangkaian Pembangkit Listrik Tenaga Matahari/surya

Kebutuhan akan energi listrik semakin meningkat dari tahun ke tahun. Betapa tidak, semua barang kebutuhan manusia menggunakan listrik (aliran listrik) sebagai sumber catu dayanya. Untuk memenuhi pasokan kebutuhan listik maka dibangunlah pembangkit listik, diantaranya pembangkit listrik tenaga air, pembangkit listrik tenaga diesel, pembangkit listrik tenaga uap, pembangkit listrik tenaga nuklir, dan pembangkit listrik tenaga matahari. Matahari adalah sumber energi alami yang tidak ada habis-habisnya. Menurut beberapa penelitian, energi matahari bisa dirubah menjadi energi listrik seperti halnya dalam Rangkaian Pembangkit Listrik Tenaga Matahari ini.

Sinar matahari terus-menerus menyinari bumi. Hal ini bisa kita manfaatkan untuk dijadikan sumber listrik sehingga bisa hemat listrik. Maklum selalu ada kenaikan tarif dasar listrik dalam kurun waktu tertentu. Di bawah ini saya lampirkan salah satu rangkaian pembangkit listrik sederhana memanfaatkan sinar matahari. Rangkaian Pembangkit Listrik Tenaga Matahari ini bisa Anda buat sendiri dan dimanfaatkan untuk mengisi accu motor atau untuk lampu darurat (emergency).

Berdasarkan rangkaian di atas, sinar matahari diterima oleh panel surya kemudian diolah menjadi tenaga listrik, namun tenaga listrik yang dihasilkan dari setiap panel ini masih terlalu kecil. Dari 8 Cell Panel yang dirangkai secara seri hanya mampu menghasilkan tegangan sekitar 4 Volt dengan arus 200 mA. Oleh karena itu diperlukan sebuah rangkaian elektronik guna meningkatkan tegangan dan arus yang cukup sehingga bisa dijadikan sebagai Charger Baterai.

Rangakain elektronik di atas bertindak sebagai rangkaian inverter DC ke DC (DC to DC Inverter) yang dibangun oleh 2 buah kapasitor, 1 Resistor, 1 Transistor, 1 Dioda, dan sebuah kumparan. Rangkaian dibangun dengan sistem oscilator tunggal yang terdiri dari transistor dan sebuah kumparan dimana pada lilitan primer berjumlah 45 lilitan dan di lilitan sekunder berjumlah 15 sebagai umpan balik untuk memberikan tegangan di output basis transistor dari lilitan primer yang dihubungkan dengan dioda dan dipakai untuk pengisian baterai (charger). Bila Rangkaian Pembangkit Listrik Tenaga Matahari ini dihubungkan dengan lampu darurat maka akan mendapatkan tegangan yang cukup untuk penerangan di malam hari secara gratis karena pada siang harinya accu ini di-charge oleh sinar matahari.

Design PLTSa

Pembangkit listrik tenaga sampah atau Pembangkit listrik sampah atau Pembangkit listrik tenaga biomasa sampah

adalah pembangkit listrik thermal dengan uap supercritical steam dan berbahan bakar sampah atau gas sampah methan. Sampah atau gas methan sampah dibakar menghasilkan panas yang memanaskan uap pada boiler steam supercritical. Uap kompresi tinggi kemudian menggerakkan turbin uap dan flywheel yang tersambung pada generator dinamo dengan perantara gear transmisi atau transmisi otomatis sehingga menghasilkan listrik. Daya yang dihasilkan pada pembangkit ini bervariasi antara 500 KW sampai 10 MW. Bandingkan dengan PLTU berbahan bakar batubara dengan daya 40 MW sampai 100 MW per unit atau PLT nuklir berdaya 300 MW sampai 1200 MW per unit.

Proses Kerja PLTsa terdapat dua macam yaitu: Proses pembakaran dan Proses teknologi fermentasi metana

Proses Kerja PLTsa terdapat dua macam yaitu: Proses pembakaran dan proses teknologi fermentasi metana

1. Proses pembakaran

PLTSa dengan proses pembakaran menggunakan proses konversi Thermal dalam mengolah sampah menjadi energi. Proses kerja tersebut dilakukan dalam beberapa tahap yaitu:

a. Pemilahan dan Penyimpanan Sampah

1) Limbah sampah kota yang berjumlah ± 500-700 ton akan dikumpulkan pada suatu tempat yang dinamakan Tempat Pengolahan Akhir (TPA).

2) Pemilahan sampah sesuai dengan kriteria yang dibutuhkan PLTSa.

3) Sampah ini kemudian disimpan didalam bunker yang menggunakan teknologi RDF (Refused Derived Fuel).Teknologi RDF ini berguna dalam mengubah limbah sampah kota menjadi limbah padatan sehingga mempunyai nilai kalor yang tinggi.

4) Penyimpanan dilakukan selama lima hari hingga kadar air tinggal 45 % yang kemudian dilanjutkan dengan pembakaran.

b. Pembakaran Sampah

1) Tungku PLTSa pada awal pengoperasiannya akan digunakan bahan bakar minyak.

2) Setelah suhu mencapai 850^oC – 900^oC, sampah akan dimasukkan dalam tungku pembakaran (insenerator) yang berjalan 7800 jam.

3) Hasil pembakaran limbah sampah akan menghasilkan gas buangan yang mengandung CO, CO2, O2, NOx, dan Sox. Hanya saja, dalam proses tersebut juga terjadi penurunan kadar O2. Penurunan kadar O2 pada keluaran tungku bakar menyebabkan panas yang terbawa keluar menjadi berkurang dan hal tersebut sangat berpengaruh pada efisiensi pembangkit listrik.

c. Pemanasan Boiler

Panas yang dipakai dalam memanaskan boiler berasal dari pembakaran sampah. Panas ini akan memanaskan boiler dan mengubah air didalam boiler menjadi uap.

d. Penggerakan Turbin dan Generator Serta Hasil.

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. Dari proses diatas dengan jumlah sampah yang berkisar 500-700 ton tiap harinya dapat diolah menjadi sumber energi berupa listrik sebesar 7 Megawatt

2. Teknologi Fermentasi Metana

Pada tauhn 2002, di Jepang, telah dicanangkan “biomass-strategi total Jepang” sebagai kebijakan negara. Sebagai salah satu teknologi pemanfaatan biomass sumber daya alam dapat diperbaharui yang dikembangkan di bawah moto bendera ini, dikenal teknologi fermentasi gas metana. Sampah dapur serta air seni, serta isi septic tank diolah dengan fermentasi gas metana dan diambil biomassnya untuk menghasilkan listrik, lebih lanjut panas yang ditimbulkan juga turut dimanfaatkan. Sedangkan residunya dapat digunakan untuk pembuatan kompos.

Karena sampah dapur mengandung air 70–80%, sebelum dibakar, kandungan air tersebut perlu diuapkan. Di sini, dengan pembagian berdasarkan sumber penghasil sampah dapur serta fermentasi gas metana, dapat dihasilkan sumber energi baru dan ditingkatkan efisiensi termal secara total.

Pemanfaatan Gas dari Sampah untuk Pembangkit Listrik dengan teknologi fermentasi metana dilakukan dengan dengan metode sanitary landfill yaitu, memanfaatkan gas yang dihasilkan dari sampah (gas sanitary landfill/LFG).

Landfill Gas (LFG) adalah produk sampingan dari proses dekomposisi dari timbunan sampah yang terdiri dari unsur 50% metan (CH₄), 50% karbon dioksida (CO₂) dan <1% non-methane organic compound (NMOCs). LFG harus dikontrol dan dikelola dengan baik karena lanjut Beliau, jika hal tersebut tidak dilakukan dapat menimbulka smog (kabut gas beracun), pemanasan global dan kemungkinan terjadi ledakan gas, sistem sanitary landfill dilakukan dengan cara memasukkan sampah kedalam lubang selanjutnya diratakan dan dipadatkan kemudian ditutup dengan tanah yang gembur demikian seterusnya hingga menbentuk lapisan-lapisan.

Untuk memanfatkan gas yang sudah terbentuk, proses selanjutnya adalah memasang pipa-pipa penyalur untuk mengeluarkan gas. Gas selanjutnya dialirkan menuju tabung pemurnian sebelum pada akhirnya dialirkan ke generator untuk memutar turbin. Dalam penerapan sistem sanitary landfill yang perlu diperhatikan adalah, luas area harus mencukupi, tanah untuk penutup harus gembur, permukaan tanah harus dalam dan agar ekonomis lokasi harus dekat dengan sampah sehingga biaya transportasi untuk mengangkut tanah tidak terlalu tinggi.

Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa)

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SAMPAH (PLTSa)

Pola Pengelolaan Sampah sampai saat ini masih menganut paradigma lama dimana sampah masih dianggap sebagai sesuatu yang tak berguna, tak bernilai ekonomis dan sangat menjijikkan. Masyarakat sebagai sumber sampah tak pernah menyadari bahwa tanggung jawab pengelolaan sampah yang dihasilkan menjadi tanggung jawab dirinya sendiri.

Apabila sampah - sampah yang luar biasa ini mulai menjadi masalah bagi manusia, barulah manusia menyadari ketidak perduliannya selama ini terhadap sampah dan mulai menimbulkan kepanikan dan menghantui di mana - mana tanpa tahu apa yang harus dilakukan untuk mengatasinya.

Sampah merupakan konsekuensi dari adanya aktifitas manusia, karena setiap aktifitas manusia pasti menghasilkan buangan atau sampah. Jumlah atau volume sampah sebanding dengan tingkat konsumsi kita terhadap barang/material yang kita gunakan sehari-hari. Sehari setiap warga kota menghasilkan rata-rata 900 gram sampah, dengan komposisi, 70% sampah organik dan 30% sampah anorganik. Peningkatan jumlah penduduk dan gaya hidup sangat berpengaruh pada volume sampah.

Sampah yang dihasilkan oleh (manusia) pengguna barang, dengan kata lain adalah sampah-sampah yang di buang ke tempat sampah walaupun masih jauh lebih kecil dibandingkan sampah-sampah yang dihasilkan dari proses pertambangan dan industri, tetapi merupakan sampah yang selalu menjadi bahan pemikiran bagi manusia.

PENANGGULANGAN SAMPAH

Prinsip-prinsip yang juga bisa diterapkan dalam keseharian dalam menanggulangi sampah misalnya dengan menerapkan Prinsip 4R (WALHI, 2004) yaitu:

a. Reduce (Mengurangi); sebisa mungkin lakukan minimalisasi barang atau material yang kita pergunakan.         Semakin banyak kita menggunakan material, semakin banyak sampah yang dihasilkan.

b. Reuse (Memakai kembali); sebisa mungkin pilihlah barang-barang yang bisa dipakai kembali. Hindari pemakaian barang-barang yang disposable (sekali pakai, buang). Hal ini dapat memperpanjang waktu pemakaian barang sebelum ia menjadi sampah.

c. Recycle (Mendaur ulang); sebisa mungkin, barang-barang yg sudah tidak berguna lagi, bisa didaur ulang.       Tidak semua barang bisa didaur ulang, namun saat ini sudah banyak industri non-formal dan industri rumah tangga yang memanfaatkan sampah menjadi barang lain.

d. Replace ( Mengganti); teliti barang yang kita pakai sehari-hari. Gantilah barang barang yang hanya bisa dipakai sekali dengan barang yang lebih tahan lama. Juga telitilah agar kita hanya memakai barang-barang yang lebih   ramah lingkungan. Misalnya, ganti kantong keresek kita dengan keranjang bila berbelanja, dan jangan pergunakan styrofoam karena kedua bahan ini tidak bisa didegradasi secara alami.

Daripada mengasumsikan bahwa masyarakat akan menghasilkan jumlah sampah yang terus meningkat, minimisasi sampah harus dijadikan prioritas utama.

PENGOLAHAN SAMPAH

Pada umumnya, sebagian besar sampah yang dihasilkan di Indonesia merupakan sampah basah, yaitu mencakup 60-70% dari total volume sampah. Selama ini pengelolaan persampahan, terutama di perkotaan, tidak berjalan dengan efisien dan efektif karena pengelolaan sampah bersifat terpusat, di buang ke sistem pembuangan limbah yang tercampur.

Seharusnya sebelum sampah dibuang dilakukan pengelompokkan sampah berdasarkan jenis dan wujudnya sehingga mudah untuk didaurulang dan/atau dimanfaatkan (sampah basah, sampah kering yang dipilah-pilah lagi menjadi botol gelas dan plastik, kaleng aluminium, dan kertas). Untuk tiap bahan disediakan bak sampah tersendiri, ada bak sampah plastik, bak gelas, bak logam, dan bak untuk kertas. Pemilahan sampah itu dimulai dari tingkat RT(Rumah tangga), pasar dan aparteme. Bila kesulitan dalam memilih sampah tersebut minimal sampah dipisahkan antara sampah basah (mudah membusuk) dan sampah kering (plastik,kaleng dan lain-lain)

Pemerintah sendiri menyediakan mobil-mobil pengumpul sampah yang sudah terpilah sesuai dengan pengelompokkannya. Pemerintah bertanggung jawab mengorganisasi pengumpulan sampah itu untuk diserahkan ke pabrik pendaur ulang. Sisa sampahnya bisa diolah dengan cara penumpukan (dibiarkan membusuk), pengkomposan (dibuat pupuk), pembakaran. Dari ketiga cara pengelolaan sampah basah yang biasa dilakukan dibutuhkan TPA (Tempat Pembuangan Akhir) yang cukup luas. Selain itu efek yang kurang baikpun sering terjadi seperti pencemaran lingkungan, sumber bibit penyakit ataupun terjadinya longsor.

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SAMPAH (PLTSa)

Selain dengan cara pengelolaan tersebut di atas ada cara lain yang akan dilakukan oleh Pemerintah Kota Bandung yaitu sampah dimanfaatkan menjadi sumber energi listrik (Waste to Energy)atau yang lebih dikenal dengan PLTSa (Pembangkit Listrik Tenaga Sampah).

Konsep Pengolahan Sampah menjadi Energi (Waste to Energy) atau PLTSa (Pembangkit Listrik Tenaga sampah) secara ringkas (TRIBUN, 2007) adalah sebagai berikut :

1.        Pemilahan sampah

Sampah dipilah untuk memanfaatkan sampah yang masih dapat di daur ulang. Sisa sampah dimasukkan kedalam tungku Insinerator untuk dibakar.

2.        Pembakaran sampah

Pembakaran sampah menggunakan teknologi pembakaran yang memungkinkan berjalan efektif dan aman bagi lingkungan. Suhu pembakaran dipertahankan dalam derajat pembakaran yang tinggi (di atas 1300°C). Asap yang keluar dari pembakaran juga dikendalikan untuk dapat sesuai dengan standar baku mutu emisi gas buang.

3.        Pemanfaatan panas

Hasil pembakaran sampah akan menghasilkan panas yang dapat dimanfaatkan untuk memanaskan boiler. Uap panas yang dihasilkan digunakan untuk memutar turbin dan selanjutnya menggerakkan generator listrik.

4.        Pemanfaatan abu sisa pembakaran

Sisa dari proses pembakaran sampah adalah abu. Volume dan berat abu yang dihasilkan diperkirakan hanya kurang 5% dari berat atau volume sampah semula sebelum di bakar. Abu ini akan dimanfaatkan untuk menjadi bahan baku batako atau bahan bangunan lainnya setelah diproses dan memiliki kualitas sesuai dengan bahan bangunan.

Dikota-kota besar di Eropah, Amerika, Jepang, Belanda dll waste energy sudah dilakukan sejak berpuluh tahun lalu, dan hasilnya diakui lebih dapat menyelesaikan masalah sampah. Pencemaran dari PLTSa yang selama ini dikhawatirkan oleh masyarakat sebenarnya sudah dapat diantisipasi oleh negara yang telah menggunakan PLTSa terlebih dahulu. Pencemaran- pencemaran tersebut seperti :

- Dioxin

Dioxin adalah senyawa organik berbahaya yang merupakan hasil sampingan dari sintesa kimia pada proses pembakaran zat organik yang bercampur dengan bahan yang mengandung unsur halogen pada temperatur tinggi, misalnya plastic pada sampah, dapat menghasilkan dioksin pada temperatur yang relatif rendah seperti pembakaran di tempat pembuangan akhir sampah (TPA) (Shocib, Rosita, 2005).

PLTSa sudah dilengkapi dengan sistem pengolahan emisi dan efluen, sehingga polutan yang dikeluarkan berada di bawah baku mutu yang berlaku di Indonesia, dan tidak mencemari lingkungan.

- Residu

Hasil dari pembakaran sampah yang lainnya adalah berupa residu atau abu bawah (bottom ash)   dan abu terbang (fly ash) yang termasuk limbah B3, namun hasil-hasil studi dan pengujian untuk pemanfaatan abu PLTSa sudah banyak dilakukan di negara-negara lain. Di Singapura saat ini digunakan untuk membuat pulau, dan pada tahun 2029 Singapura akan memiliki sebuah pulau baru seluas 350 Ha (Pasek, Ari Darmawan, 2007).

PLTSa akan memanfaatkan abu tersebut sebagai bahan baku batako atau bahan bangunan.

- Bau

Setiap sampah yang belum mengalami proses akan mengeluarkan bau yang tidak sedap baik saat pengangkutan maupun penumpukkan dan akan mengganggu kenyamanan bagi masyarakat umum.

Untuk menghindari bau yang berasal dari sampah akan dibuat jalan tersendiri ke lokasi PLTSa melalui jalan Tol, di sekeliling bagunan PLTSa akan ditanami pohon sehingga membentuk greenbelt (sabuk hijau) seluas 7 hektar.

xxxxx

PTLMH atau Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro pada dasarnya adalah PLTA berskala kecil. Pembangkit listrik ini memanfaatkan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti saluran irigasi, air terjun alam, atau sungai dalam skala kecil. 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.

PLTMH – Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Keuntungan Pembangkit Listrik Tenaga Air dan Tenaga Mikrohidro jika dibandingkan dengan pembangkit listrik jenis yang lain adalah lebih murah karena menggunakan energi alam, dan tidak menimbulkan pencemaran.
Jika dibandingkan dengan PLTA skala besar, beberapa keuntungan PLTMH ini adalah memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dioperasikan di daerah terpencil dengan tenaga terampil penduduk daerah setempat dengan sedikit latihan, kemudian dapat dipadukan dengan program lainnya seperti irigasi dan perikanan serta dapat mendorong masyarakat agar dapat menjaga kelestarian hutan sehingga ketersediaan air terjamin.
“Perancangan Jaringan Listrik Tegangang Rendah Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro di Desa Andungbiru Kecamatan Tiris Kabupaten Probolinggo”

Abstrak

Penerapan PLTMH di desa-desa perlu didukung dengan pengetahuan yang cukup oleh penduduk setempat. Banyak masalah yang muncul akibat kurangnya pengetahuan penduduk, yaitu permasalahan pada jatuh tegangan akibat rugi pada saluran terlalu besar dan bahkan hal tersebut diperparah dengan pembagian beban yang tidak seimbang. Kasus tersebut terjadi di desa Andungbiru kecamatan tiris kabupaten Probolinggo. Karena akibat kurang didukungnya saluran listrik yang baik, tegangan yang masuk pada rumah pelanggan mengalami penurunan nilai tegangan (Voltage drop) akibat rugi yang terjadi di sisi saluran.
Untuk meningkatkan kualitas listrik di desa Andungbiru yang lebih baik dari sebelumnya maka perlu dilakukan rekonfigurasi saluran dan penataan ulang beban untuk memperkecil jatuh tegangan. Kualitas listrik yang ingin dicapai adalah jatuh tegangan yang seminimal mungkin pada pelanggan dengan mengikuti standar PLN yaitu dengan nilai jatuh tegangan maksimum sebesar 10% dari tegangan nominal 220V. Oleh karena itu sangat diperlukan suatu perancangan saluran yang memperhatikan nilai teknis yang berdasar pada PUIL 2000 dan standar PLN.
Perancangan dilakukan dengan menggunakan analisis teknik topologi (teori graf) untuk jaringan radial. Nilai yang diamati adalah tegangan pada tiap titik beban dan rugi daya yang terjadi pada seluruh saluran. Tegangan pada titik beban terjauh dijaga agar tidak kurang dari 198 V (jatuh tegangan tidak boleh melebihi 10 % dari tegangan nominal 220 V).

Pendahuluan

Pada bulan Januari tahun 2012, PT. PGN (Persero) Tbk dan BPP Fakultas Teknik Universitas Brawijaya mendirikan PLTMH baru (PLTMH Andungbiru-2 16 kW) di desa Andungbiru yang diletakkan sejajar dan disamping PLTMH lama (PLTMH Andungbiru-1 30kW). PLTMH tersebut ditujukan untuk memenuhi kebutuhan akan energi listrik di desa Andungbiru yang terus bertambah. Generator pada PLTMH Andungbiru-1 dan Andungbiru-2 masih bekerja secara terpisah, oleh karena itu setiap generator memiliki jaringan listrik masing-masing atau dengan kata lain tidak terinterkoneksi antara satu dengan yang lain.
Untuk meningkatkan kualitas listrik di desa Andungbiru yang lebih baik dari sebelumnya maka perlu dilakukan rekonfigurasi saluran dan penataan ulang beban untuk memperkecil jatuh tegangan. Kualitas listrik yang ingin dicapai adalah jatuh tegangan yang seminimal mungkin pada pelanggan dengan mengikuti standar PLN yaitu dengan nilai jatuh tegangan maksimum sebesar 10% dari tegangan nominal 220V. Oleh karena itu sangat diperlukan suatu perancangan saluran yang memperhatikan nilai teknis yang berdasar pada PUIL 2000 dan standard PLN.
Untuk mengetahui keadaan jaringan pada pengoperasian normal digunakan suatu analisa yang disebut analisa aliran daya. Dengan analisa aliran daya ini akan dapat diketahui besar tegangan, jatuh tegangan, arus dan daya pada penghantar serta rugi-rugi yang terjadi pada jaringan. Metode yang digunakan dalam proses analisa aliran daya ini adalah metode teknik topologi. Metode ini hanya dapat digunakan pada jaringan distribusi radial.

Kesimpulan

Beban pada masing-masing fasa yang harus seimbang menuntut untuk penggunaan kabel yang banyak, tetapi penggunaan jaringan listrik yang terpisah setiap fasanya ternyata cukup efektif dalam meminimalisir penggunaan kabel penghantar terutama pada kondisi pegunungan dan pedesaan yang titik beban tidak terbagi dengan rata. Hal tersebut dikarenakan jalur jaringan dapat diatur sedemikian rupa tanpa bergantung pada jaringan fasa yang lain sehingga pembagian beban dan penggunaan kabel dapat dilakukan dengan lebih efisien.
Jenis penghantar yang digunakan pada jaringan listrik sangat berperan besar dalam memberikan rugi-rugi dan mengakibatkan jatuh tegangan pada titik beban, oleh karena itu penerapan pembagian beban dan pemilihan jenis penghantar yang tepat sangat dibutuhkan untuk mengurangi rugi-rugi yang diakibatkan oleh proses penyaluran energi listrik. Hasil perancangan ini menunjukan bahwa dengan menggunakan luas penampang yang tepat dan pengaturan tata letak jaringan sesuai dengan standar PLN dan PUIL 2000, dapat menurunkan jatuh tegangan dari 36,46 % menjadi hanya sebesar 2,5 % dengan rugi yang ditanggung saluran turun dari 3874,91 Watt menjadi hanya 400,86 Watt (berkurang 89,65% dari total rugi saluran pada jaringan lama) .

Saran

Hasil perancangan PLTMH ini perlu dioptimasikan untuk mendapatkan sistem jaringan yang lebih efsisien dan masih diperlukannya pembahasan mengenai nilai ekonomis untuk menunjukkan apakah perancangan tersebut dapat secara realistis diaplikasikan untuk pedesaan dengan memperhatikan aspek-aspek ekonomi.

Disadur dari :
MAKALAH
“Perancangan Jaringan Listrik Tegangang Rendah Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro di Desa Andungbiru Kecamatan Tiris Kabupaten Probolinggo”
DZULHIDWANDARUSADI
Mahasiswa Teknik Elektro
Universitas Brawijaya
Jalan MT. Haryono 167, Malang 65145, Indonesia
E-mail: dzulhid@gmail.com

Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Beberapa komponen yang digunakan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro baik komponen utama maupun bangunan penunjang antara lain :

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. Bak penenang (Forebay). Bak penenang berada di ujung saluran pembawa yang berfungsi untuk mecegah turbulensi air sebelum diterjunkan melalui pipa pesat

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.[rujukan?]

7. Pipa Hisap, (draft tube). Pipa hisap berfungsi untuk menghisap air, mengembalikan tekanan aliran yang
masih tinggi ke tekanan atmosfer.

8. Generator. Generator berfungsi untuk menghasilkan listrik dari putaran mekanis.

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 kontrol.

Penggunaan beberapa komponen disesuaikan dengan tempat instalasi (kondisi geografis, baik potensi aliran air serta ketinggian tempat) serta budaya masyarakat.[rujukan?] Sehingga terdapat kemungkinan terjadi perbedaan desain mikrohidro serta komponen yang digunakan antara satu daerah dengan daerah yang lain.

Prinsip dasar mikrohidro adalah memanfaatkan energi potensial yang dimiliki oleh aliran air pada jarak ketinggian tertentu dari tempat instalasi pembangkit listrik.[rujukan?] 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).

Mikrohidro atau yang dimaksud dengan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), adalah suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air. Mikrohidro merupakan sebuah istilah yang terdiri dari kata mikro yang berarti kecil dan hidro yang berarti air. 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. Beberapa keuntungan yang terdapat pada pembangkit listrik tenaga listrik mikrohidro adalah sebagai berikut :
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.