Konversi Energi dan Jenis-Jenis PembangkitPembangkitan Tenaga Listrik

Teori dan Definisi• Energi adalah kemampuan melakukan kerja.

• Raw energy merupakan bahan atau sumber-sumber yang bisa atau berpotensi menghasilkan energi

• Konversi energi adalah pengubahan bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain.

• Hukum kekekalan energi: energi tak dapat diciptakan dan tak dapat dimusnahkan. Energi hanya bisa diubah kebentuk energi yang lain.

Raw Energy

Jenis-Jenis Energi

Energi

E. listrik

E. kinetik

E. potensial

E. nuklir

E. kimia

E. panas

Latar belakang Konversi Energi

•Sebagian besar raw-energy tidak bisa digunakan secara langsung.

•Diperlukan suatu bentuk energi yang mudah dikonversi ke bentuk energi yang lain.

•Energi listrik adalah bentuk energi yang paling mudah diubah/dikonversi ke bentuk energi yang lain.

Konversi Raw-Energy → Energi Listrik

Air Udara

E. Listrik

GeothermalBatu BaraMinyak Bumi

Konversi

Konversi

E. kinetik E. panas E. suara E.cahaya dll

Proses Konversi Energi

Minyak Bumi Energi kinetik e. listrik

Batu Bara Energi kinetik e. listrik

Air Energi kinetik e. listrik

Angin Energi kinetik e. listrik

Ombak Energi kinetik e. listrik

Biomass Energi kinetik e. listrik

Konversi Batubara → Energi Listrik

Konversi Air → Energi Listrik

Heat Engine

Konversi Panas → Energi Listrik

Konversi Panas Bumi → Energi Listrik

Konversi Nuklir → Energi Listrik

Reaktor Nuklir

Konversi Angin→ Energi Listrik

Konversi Surya → Energi Listrik

Jenis-Jenis Pembangkit

Pembangkitlistrik

Renewable

Non-renewable

PLTA

PLTS

PLTAng

PLTN

PLTG

PLTU

PLTGU

PLTA

PLTA adalah pembangkit listrik yang menggunakan tenaga potensial dan kinetik air untuk menghasilkan energi listrik. Termasuk intermediete power plant.

Komponen Penyusun PLTA

1. Dam

2. Jalan air

3. Powerhouse

Jenis-Jenis PLTA

Berdasarkan ketinggian air:

•High Head Development

•Medium Head Development

•Low Head Development

Kelebihan PLTA

•Biaya operasional yang murah

•Start up-nya cepat

Kekurangan PLTA

•Biaya pembangunan mahal

•Daya yang dihasilkan tergantung musim

PLT-Angin

• Potensi energi angin relatif masih kecil karena

kecepatan angin berkisar 3-5 m/detik

• Tenaga angin dimanfaatkan untuk penerangan

listrik perdesaan, penggerak pompa air dan

pengisian baterai sebagai cadangan ketika

kecepatan angin kecil.

• PLTAngin digunakan sebagai peak power plant

Struktur Mesin PLT-Angin

Kelebihan PLT-Angin

•Biaya operasionalnya murah

Kekurangan PLT-Angin

•Angin tak selalu tersedia sepanjang hari

•Daya output kecil

PLT-Surya• Energi surya didapat dengan mengubah energi

panas surya (matahari) melalui sel fotovoltaik menjadi energi listrik.

• Energi surya fotovoltaik sudah digunakan untuk listrik perdesaan daerah terpencil, pompa air, televisi, radio dan komunikasi, kapasitas energi surya yang sudah dimanfaatkan kurang lebih sebesar 3 MW.

• Intensitas energi sinar matahari di permukaan bumi sekitar 1000 Watt per m2. Namun karena efisiensi sel fotovoltaik hanya 25%, maka produksi listrik maksimal baru mencapai 250 Watt per m2.

PLT-Surya

Kelebihan PLT-Surya

•Sumber energi terbarukan

Kekurangan PLT-Surya

•Membutuhkan lahan yang luas

•Harga sel surya fotovoltaik mahal

PLT-Mikrohidro

Air mengalir menggerakkan roda yang dihubungkan dengan turbin. Roda berputar sehingga turbin juga ikut berputar. Dengan demikian generator dapat melakukan proses konversi energi.

Skema PLT-Mikrohidro

Jenis-Jenis Turbin• Impulse Turbine

Turbin impuls berupa kincir yang dapat berputar secara bebas di tempat yang terbuka. Air dialirkan ke atas kincir tersebut melalui sebuah pralon kecil. Turbin model ini adalah turbin yang paling populer digunakan.

• Reaction TurbineTurbin model ini merupakan kincir yang terletak di dalam sebuah pralon besar. Air dialirkan melalui pralon tersebut untuk memutar kincir.

Jenis-Jenis Turbin

Kelebihan PLT-Mikrohidro

•Efisien•Dapat diandalkan untuk memenuhi

kebutuhan energi listrik lokal•Cocok digunakan untuk negara

berkembang•Tidak menimbulkan polusi•Energi yang dihasilkan dapat dijual

kepada perusahaan listrik•Relatif mudah diinstalasikan

Kekurangan PLT-Mikrohidro

•Karakteristik lokasi pembangkit mikrohidro

harus sesuai dengan ketentuan

•Peningkatan produksi energi listrik sulit

dilakukan

•Energi yang dihasilkan pada musim

kemarau relatif sedikit

PLTU

Uap yang digunakan untuk memutar turbin pada generator uap berasal proses boiling yaitu proses perebusan air sehingga dapat mengahasilkan uap.PLTU digunakan sebagai base power plant.

Kelebihan PLTU

•Biaya operasional murah (batubara)

•Biaya investasi murah

•Daya besar

•Batubara melimpah di indonesia

Kekurangan PLTU

• Pengangkutan bahan bakar dari sumber ke

pembangkit membutuhkan biaya dan tenaga

yang mahal

• Polusi yang dihasilkan besar, karena

pembakaran yang dilakukan secara besar-

besaran

• Letak harus di dekat laut/danau

PLTG

Pembangkit listrik yang menggunakan gas untuk menghasilkan listrik. PLTG menggunakan bahan bakar untuk menghasilkan gas panasnya. Bahan bakar yang digunakan dapat berupa batubara, BBM maupun BBG (LNG). PLTG termasuk peak power plant.

Prinsip Kerja PLTG

•Bahan bakar dibakar

•Gas bertekanan tinggi dihasilkan

•Gas tersebut digunakan untuk memutar

turbin

•Turbin berputar, generator bergerak

•Listrik dihasikan

Kelebihan PLTG

•Persediaan gas alam sangat melimpah di

dunia, khususnya Indonesia.

•Biaya investasi yang kecil jika memakai

turbin gas.

Kekurangan PLTG

•Bahan bakarnya termasuk sumber energi non-renewable

•Pengangkutan bahan bakar dari sumber ke pembangkit membutuhkan biaya dan tenaga yang mahal

•Polusi yang didampakkan sangat parah, karena pembakaran yang dilakukan secara besar-besaran

PLTN

PLTN merupakan pembangkit listrik yang bersifat non-renewable. Di dunia ada 438 PLTN yang beroperasi. PLTN termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan.

Skema PLTN

Kelebihan PLTN

•Daya yg dihasilkan besar

•Input bahan bakar kecil

Kekurangan PLTN

•Teknologi tinggi

•Kebocoran reaktor sangat berbahaya

PLT-Gelombang Laut

Masih dalam taraf penelitian dan

pengembangan. Percobaan pembangkit ini

sedang dilakukan di pantai Baron

Yogyakarta dengan kapasitas 1,1 MW.

Kelebihan PLTGL

• Menghasilkan energi yang besar

• Tidak berbahaya karena tidak menghasilkan polutan

• Memanfaatkan SDA yang dapat diperbaharui

Kekurangan PLTGL

• Komponennya mudah terkena korosi

• Penempatan yang kurang fleksibel

• Konstruksi PLTGL harus kokoh

PLT-Diesel

Kelebihan : •Cocok untuk daerah beban kecil dan

menyebar•Start up cepat

Kekurangan : •Biaya operasi Mahal

PLT-Sampah

•Memanfaatkan sampah sebagai bahan

bakar

•Sudah dikembangkan

•Kurang efisien

•Social cost-nya tinggi

Menurut Beban Harian

•Base : PLTN, PLTU•Intermediate : PLTU•Peak : PLTG, PLTA

Tempat dan SDA

• Hampir semua pembangkit butuh air yang

besar (sungai atau danau)

• Adanya fasilitas pensuplai bahan bakar

(pelabuhan)

• SDA yang dapat digunakan dan dekat lokasi

Efisiensi

Efisiensi tinggi baik untuk nilai ekonomis dan dampak ke lingkungan. Efek dari efisiensi tinggi:

•Mengurangi emisi (ramah lingkungan)

•Menghemat bahan bakar (preservasi sumber daya yang ada)

•Jika terlalu efisiensi, biaya akan mahal sehingga tidak ekonomis

Efisiensi

-2.5%

-2.0%

-1.5%

-1.0%

-0.5%

0.0%

0 2.5 5 7.5 10

Temperature rise cooling water [K]

Eff

icie

nc

y l

os

s [

%] Super critical

boiler

Gas turbine topping

Combined cycle

Efisiensi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Eff

icie

ncy

(%

)

Efisiensi

Dampak Lingkungan

Dampak LingkunganZat-zat yang berbahaya:• Sulfur Oksida (SOx) hasil pembakaran batu bara

dan minyak• Nitrogen oksida (NOx) dari sistem pembakaran

pembangkit• Karbon dioksida (CO2), gas penyebab efek rumah

kaca

Akibat:• Gangguan pernapasan• Global warming• Pneumonia dan asthma