perkiraan beban dan perhitungan biaya

Drs. Yadi Mulyadi, MTDadan Hermawan, S.Pd, MT

PERKIRAAN BEBAN DAN PERHITUNGAN BIAYAPEMBANGKIT ENERGI LISTRIK

Universitas Pendidikan Indonesia

Pendahuluan

Pembangkit energi Listrik adalah salah satu proses yang terjadi dalam proses energi Listrik. Dalam setiap pembangkitan ada beberapa hal atau faktor tertentu yang menjadi pertimbangan pada setiap proses tersebut dilakukan. Faktor-faktor tersebut dapat menjadi pertimbangan pada saat perencanaan maupun pengoprasian suatu system tenaga atau pada saatproses pembangkitan yang dapat dilihat secara teknis maupun ekonomis.Faktor-faktor tersebut amat terkait sekali dengan dengan jumlah produksi dan beban terpasang pada suatu daerah, karena dari ke dua hal di atas dapat dengan mudah dihitung faktorfaktor yang mendukung dalam pembangkitan energi Listrik. Adapun faktor-faktor adalah faktor beban, faktor kapasitas dan faktor utilitas pembangkit.

PERKIRAAN BEBAN

Langkah pertama dari perencanaan pengoprasian suatu pembangkit diperlukan terlebih dahulu suatu perkiraan beban yang harus dilayani, karena sifat dari energi Listrik itu sendiri tidak dapat disimpan melainkan langsung habis digunakan oleh konsumen. Oleh karena itu daya yang dibangkitkan harus selalu sama dengan daya yang digunakan konsumen. Apabila pembangkit daya listrik tidak mencukupi kebutuhan konsumen, maka hal ini akan ditandai oleh turunnya frekuensi dalam system. Sebaliknya apabila pembangkitan daya lebih besar dari pada kebutuhan konsumen, maka frekuensi akan naik. Adapun frekuensi yang diizinkan di Indonesia yaitu 50 Hertz dengan batas-batas penyimpangan yang masih diizinkan.

PERKIRAAN BEBAN

Karena kebutuhan konsumen yang terus berubah-ubah sepanjang waktu, maka untuk mempertahankan frekuensi (agar tetap 50 Hertz) maka diusahakan daya yang dibangkitkan di ubah-ubah sepanjang waktu disesuaikan dengan kebutuhan konsumen agar frekuensi masih tetap terjaga konstan. Maka dalam hal pembangkitan memerlukan perencanaan operasi pembangkit yang cukup rumit dan menyangkut biaya bahan baker yang mahal, diperlukan perkiraan beban atau perkiraan kebutuhan daya ko0nsumen sebagai dasar dari perencanaan opersai.

Beban Rata-rata

beban rata-rata adalah jumlah beban untuk suatu waktu tertentu denganmenghitung seberapa besar beban terpakai dengan lama waktu pembebanan itu terjadi. Dan dapat disimpulkan dengan rumus sebagai berikut :

Beban Puncak (Maksimum Demand)

beban yang terjadi pada waktu tertentu dengan jumlah beban yang tertinggi dengan jumlah beban mendekati baban terpasang dan dapat dilihat setelah dikelompokkan setiap baban pemakaian setiap jamnya dalam satu hari dan dibuat kurvanya.

Kurva Lama Beban

kurva lama beban adalah bagian dari perencanaan beban yang berfungsi untuk kegiatan perencanaan dan pengoprasian suatu pembangkit. Dengan kurva beban dapat diketahui kebutuhan energi dan durasi kebutuhan daya, kurva lama beban dapat diperoleh dari kurva beban harian, bulanan, tahunan. Luas daerah dibawah kurva lama beban adalah jumlah energi yang dikonsumsi selama satu hari, satu bulan, satu tahun. Untukmendapatkan kurva lama beban ini, maka menyusun grafik kurva beban setiap tingkatan. Beban pada kurva lama beban dihubungkan dengan durasi pemakaiannya, berikut diberikan contoh :

Kurva Lama Beban

Gambar Kurva Lama beban dan Durasi Pemakaiannya

Kurva Lama Beban

Gambar. Kurva lama beban dan kurva jumlah pemakaian

Kurva Lama Beban

Pada pembangkit hidro perlu juga diketahui jumlah energi diantara tingkat-tingkat beban yang berbeda, hal ini dinyatakan dalam kurva beban energi. Kurva lama beban yang dinyatakan dalam masa 8760 jam (1 tahun) disebut kurva lama beban tahunan, sangat berguna untuk studi ekonomi pembangkit tenaga listrik.

FAKTOR-FAKTOR DALAM PEMBANGKITAN

1. Faktor Bebanfactor beban adalah perbandingahn antara besarnya produksi listrik untuk satu selang waktu (misalnya satu hari atau satu bulan) terhadap beban puncak dalam selang waktu yang sama. Biasanya dalam tahunan dan dapat dihitung dengan rumus :


Bagi penyedia listrik, faktor beban sistem diinginkan setinggi mungkin karena faktor beban yang makin tinggi berarti makin rata beban sistem sehingga tingkat pemanfaatan alat yang ada dalam sistem dapat diushakan setinggi mungkin.


2. Faktor KapasitasFaktor Kapasitas adalah perbandingan antara jumlah energi yang diproduksi setahun dengan jumlah beban yang dilayani dalam satu tahun (8760 jam) dan didefinisikan sebagai berikut :


3. Faktor Utilitas pembangkit (Plant Utility Factor)Faktor utilitas adalah rasio antara KWh yang dibangkitkan terhadap produksi kapasitas pembangkit dalam KW dan jumlah jam penggunaan pembangkit, dan dapat didiefinisikan sebagai berikut:

BIAYA PEMBANGKITAN

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 terdiri atas biaya pemeliharaan, bahan bakar.

BIAYA PEMBANGKITAN

Jadi untuk biaya produksi dapat didefinisikan sebagai berikut :

BIAYA PEMBANGKITAN

1. Pay Back (Masa Pengembalian modal)Tingginya investasi dari sebuah pembangkit membuat investor dalam negeri yang akan membangun instalasi pembangkit perlu pinjaman dari luar, maka dalam Pelaksanaannya perlu diperhitungkan masa pengembalian modal (pay back) Oleh karena itu masa pengembalian modal sangat menentukan layak tidaknya dibangun sebuahpembangkit setelah dibandingkan dengan umur ekonomis pembangkit tersebut. Masa pengembalian modal dapat dihitung dengan terlebih dahulu mengetahui biaya tahunanequivalent yang dapat dihitung dengan rumus :

BIAYA PEMBANGKITAN

Dimana :P = Investasii = suku bungan = umur ekonomis peralatanA = pembayaran tahunanX = Faktor pengembalian modal

ANALISA OPERASI PLTMH

PRODUKSI UNTUK WAKTU TERTENTUDalam setiap produksi listrik selalu ada kaitannya dengan waktu, baik itu satu hari, satu bulan, atau dalam satu tahun dengan perhitungan antara jumlah daya yang diproduksi dengan waktu produksi. Daya listrik yang dibangkitkan oleh suatu PLTMH dapat dihitung dengan rumus (2.1), untuk jangka waktu yang satu tahun akan memberikan energisebesar : P x 8760 Jam


Berdasarkan pengamatan statistik dari data yang ada, maka didapat debit tiap bulan periode bulan juli tahun 2005 sampai dengan bulan februari 2006 seperti dapat dilihat pada table


Dari data table 4.1 dapat dicari jumlah produksi listrik tiap bulan. Jika PLTMH Kampung Melong memiliki efisiensi generator dan turbin sebesar 0,63 tinggi air terjun setinggi 6,6 meter. Maka untuk bulan Juli 2005 akan memberikan daya sebesar : P = 9,8 x 0,63 x 6,6 x 0,76Produksi energi yang didapat :

= (30,9 x 31 x 24)= 22989,6 kWh

Dan untuk produksi Listrik bulan-bulan berikutnya dapat dilihat pada table 4.2.


Tabel 4.2. Perkiraan Produksi Listrik

Dengan diketahuinya jumlah perkiraan produksi listrik pada tabel 4.2, maka dapat dibuat perkiraan produksi listrik pada PLTMH kampung Melong untuk periode 8 bulan sebesar 392.914,6 kW. Namun jumlah produksi listrik sebenarnya pada PLTMH kampung Melong adalah sebesar 7650,5 kWh.

FAKTOR-FAKTOR DALAM PEMBANGKITAN ENERGI LISTRIK

Faktor-faktor yang penting dalam suatu pembangkitan adalah: faktor beban, faktor kapasitas, dan faktor Utilitas. Ketiga faktor tersebut dapat diketahui dengan terlebih dahulu menghitung daya beban terpasang.


1 Beban TerpasangDiketahui jumlah penduduk Kampung Melong sebanyak 790 jiwa dengan jumlah rumah tinggal sebanyak 197 rumah dan beberapa fasilitas umum seperti:a. 1 buah Sekolah Dasarb. 1 buah Madrasah Ibtida’iahc. 1 TK Al-Qur’and. 3 Buah Mesjide. 1 Kantor kelurahan yang menyatu dengan balai wargaf. 1 penggilingan padi


Pembebanan masing-masing beban dilakukan sebagai berikut: a.Daya untuk penerangan rumah. Dengan masing-masing rumah terpasang daya sebesar 450, maka jumlah daya untuk rumah jika diketahui 17 rumah tanpa kWh meter = 180 x 450 = 81 kW, dengan waktu pembebanan adalah sebagai berikut:

· Jam 18.00 – jam 22.00 beban 100 % = 81.000 W Dikarenakan pada jam-jam tersebut daya dipakai semuanya seperti penerangan televisi, tape dan lain-lain.· Jam 22.00-jam 06.00 beban 50 % = 40.500 W· Jam 06.00-jam18.00 beban 25 % = 20.250 W


b. Jumlah daya dan waktu pembebanan fasilitas umum dan penerangan jalan umum (PJU).•Daya listrik untuk penerangan jalan disesuaikan dengan panjang jaringan distribusi tegangan rendah untuk setiap 80 m (jarak tiang 40 m) dipasang lampu 100 W. Jadi untuk 2 Km jarak dipasang 2000/80 x 100 W = 250 W. Waktu pembebanan jam 18.00 - 06.00 dengan beban 100 % yaitu sebesar 25.000 W.•Waktu pembebanan jam untuk gedung sentral pembangkit dengan daya 5 kW: Jam 18.00-jam 06.00 beban 100 % = 5.000 W Jam 06.00-jam 18.00 beban 70 % = 3.500 W


c. Daya listrik untuk rumah ibadah. Untuk penerangan 3 buah mesjid diperlukan daya sebesar: 3 x 450 W = 1350 W. Waktu pembebanan:· Jam 18.00 – jam 22.00 beban 100 % = 1.350 W· Jam 22.00 – jam 06.00 beban 30 % = 450 W· Jam 06.00 – jam 18.00 penerangan tidak dipakai


d. Daya listrik untuk penerangan sekolah. Untuk 1 sekolah dasar terpasang daya 450 W, 1 buah MI terpasang 450 W dan 1 buah TK Al-Qur’an dengan daya terpasang sama 450 watt dan jumlah ketiga sekolah tewrsebut = 1350 W, dengan waktu pembebanan:· Jam 18.00 – jam 06.00 dengan beban 40 % = 540 W


e. Daya listrik untuk penerangan 1 kantor kelurahan yang menyatu dengan balai warga sebesar 450 W, dengan waktu pembebanan:· Jam 18.00 – jam 22.00 beban 100 % = 450 WDikarenakan pada waktu tertentu pada malam hari dipakai untuk pertemuan warga.· Jam 22.00 – jam 06.00 beban 40 % = 360 W· Jam 06.00 – jam 18.00 beban penerangan tidak dipakai


f. Daya listrik untuk 1 buah penggilingan padi dengan daya motor listrik 10 PK= ± 7,5 kW, dengan waktu pembebanan untuk selama 8 jam (jam 08.00-16.00) beban 100% = 7500 W.

Dengan pengelompokan daya terpasang di atas dapat dibuat tabel daya terpasang untuk kampung Melong seperti pada tabel 4.3.


Tabel 4.3. Daya terpasang untuk Kampung Melong


Setelah dibuat tabel 4.3. untuk daya terpasang di kampung Melong maka perhitungan pemakaian energi dan waktu pemakaian dapat dikelompokkan seperti dapat dilihat pada tabel 4.4.


2.2 Faktor BebanSetelah diketahui beban listrik di kampong melon, maka kita dapat menghitung factor beban tahunan dengan terlebih dahulu mengubah produksi 8 bulan menjadi produksi 8 bulan menjadi produksi dalam jangka 1 tahun. Baik perkiraan produksi maupun produksi sebenarnya enagn cara sebagai berikut ;Produksi 8 bulan 214 hari beroperasi


a. Produksi dalam perkiraan

( Angkah 392.914,6 kWh perhari didapat dikalikan 30 Hari untuk mencarai perkiraaan dalam satu tahun.

1836 x 360 = 660.960 kWh


b. Produksi sebenarnya =

(angka 7650,5 diambil dari log shet pada lampiran a-h )


Setelah kWh perhari didapat dikalikan 360 hari untuk mencari produksi daya listrik dalam satu tahun :35,75 x 360 = 12.870 kWh

2.3 Faktor kapasitasUntuk membandinngkan produksi energi listrik dapat dihitung denagndiketahuinya produksi listrik untuk 1 tahun :

2.4 Faktor UtilitasFaktor utilitas adalah rasio antara kWh yang dibangkitkan erhadap produksi dengan kapasitas pembangkitan dalam kW dan jumlah jam pemanfaatan pembangkitan. Dan dapat dilihat dengan persamaan :

Electrical Power Plant

THE END

perkiraan beban dan perhitungan biaya

Documents