tugas operasi sistem energi ii
TRANSCRIPT
7/25/2019 Tugas Operasi Sistem Energi II
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-operasi-sistem-energi-ii 1/10
TUGAS OPERASI SISTEM ENERGI II
PERBANDINGAN BERBAGAI JENIS PEMBANGKIT
Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah
Operasi Sistem Energi II
Disusun Oleh:
Hany Noviasari
!"#!
Kelas : !A Konservasi Ener$i
DEPARTEMEN TEKNIK KON%ERSI ENERGI
PO&ITEKNIK NEGERI BANDUNG
'#(
7/25/2019 Tugas Operasi Sistem Energi II
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-operasi-sistem-energi-ii 2/10
A) PENDAHU&UAN
Energi listrik menjadi kebutuhan pokok bagi hampir seluruh sektor kehidupan. Tak
heran bila manusia mencari berbagai macam cara agar energi listrik terus dapat tersedia tanpa
terputus pasokannya. Pembangkit listrik konvensional yang menggunakan energi fosil kini
masih menjadi tumpuan utama bagi pasokan energi listrik namun tentu perlu dicari berbagai
alternatif lain karena sumber energi tersebut tak akan selamanya tersedia.
Solusi untuk permasalahan tersebut adalah dengan memanfaatkan ketersediaan energi di
alam raya. Energi angin matahari air serta biogas kini menjadi fokus penelitian para ahli
untuk dikembangkan secara masal. !ntuk itu penting bagi kita untuk mengetahui
karakteristik serta perbedaan masing"masing pembangkit tersebut. Tabel di ba#ah ini
merupakan perbedaan secara umum empat pembangkit dari energi terbarukan.
$enis Pembangkit Sumber Energi Potensi% Prinsip &erja
P'T( Energi )ngin *"+ m,det)ngin"Turbin angin"
-enerator"baterai"
inverter"jaringan
transmisi
P'T/ Energi potensial air 012 3Energi potensial air"
(endungan"-uide vane"
Turbin )ir"-enerator"
$aringan transmisi
P'TS Energi matahari 0.42 k3h,m5,hari
Panel,6ermin
pengumpul"energi
panas"memanaskan air
di boiler"uap panas"
Turbin uap"-enerator"
$aringan transimsi
P'T(- (iomassa 7kotoran
sapi limbah pertanian
dll8
12 -3 (ahan baku
biogas7kotoran sapi8"
biodigester"(iogas"
esin genset"'istrik
%Sumber9 ESD dalam Forum group discussion-Supply and Demand Energi Baru
Terbarukan
(erikut ini penjelasan secara lebih rinci masing"masing pembangkit tersebut9
) Pe*+an$,i- &is-ri, Tena$a Bayu.An$in /P&TB0
a. Prinsip &erja P'T(
Prinsip kerja untuk pembangkit listrik tenaga angin juga hampir sama meskipun ada
beberapa perbedaan di dalamnya. :amun alat utama yang terdapat dalam pembangkit listrik tenaga angin adalah turbin, kincir angin.
7/25/2019 Tugas Operasi Sistem Energi II
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-operasi-sistem-energi-ii 3/10
)ngin yang dihasilkan setiap #aktunya digunakan untuk memutar turbin atau kincir
angin tersebut kemudian ketika turbin atau kincir tersebut berputar maka dapat diteruskan
juga untuk memutar salah satu bagian pada generator yaitu rotor di belakang turbin atau
kincir angin. Setelah beberapa tahapan tersebut di atas berlalu maka selanjutnya adalah
energi listrik dapat dihasilkan. Sebelum energi listrik yang telah dihasilkan tadi digunakan
akan lebih baik jika energi listrik tersebut tadi disimpan dahulu kedalam baterai. $ika kita
atau secara luas masyarakat Indonesia dapat memanfaatkan energi angin untuk pembangkit
listrik maka manfaat yang sangat besar akan kita dapatkan.
b. 6ara &endali
Salah satu cara untuk mendapatkan koefisien daya maksimum dan TS; optimum adalah
dengan mengendalikan kecepatan putaran generator. &oefisien daya maksimum dan TS;
7Tip Speed ;atio8 optimum terletak pada kecepatan putaran turbin yang berbeda pada setiap
variasi kecepatan angin. &ecepatan putaran turbin pada titik koefisien daya maksimum adalah
kecepatan referensi untuk daya output maksimum. Pengembangan yang banyak dilakukan
untuk mendapatkan daya output maksimum pada pembangkit listrik tenaga angin adalah
pengembangan secara elektronis. Pengembangan ini banyak diaplikasikan untuk kendali
kecepatan regulasi tegangan dan frekuensi serta perbaikan kualitas daya. Pengembangan
secara elektronis dilakukan dengan mengaplikasikan berbagai macam model konverter yangdikontrol dengan beragam metode.
P3 <SI 7 Pulse Width Modulation Voltage Source n!erter 8 dengan metode kontrol PI
7 Proportional ntegral 8 dan sensorless vector control diaplikasikan untuk regulasi tegangan
dan frekuensi pada pembangkit dengan kecepatan turbin angin yang bervariasi. Pengaturan
tegangan generator dengan back to back P3 converter telah diaplikasikan pada
pembangkit listrik tenaga angin yang dikoneksikan dengan grid. Penggunaan P3 konverter
dengan PI controller juga telah diterapkan untuk regulasi tegangan generator pada
pembangkit stand alone. &endali kecepatan generator dengan metode fly#heel energy storage
system diaplikasikan pada generator induksi rotor lilit. Pengaturan kecepatan generator
7/25/2019 Tugas Operasi Sistem Energi II
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-operasi-sistem-energi-ii 4/10
dengan metode sensorless diaplikasikan untuk mendapatkan daya maksimum pada setiap
variasi kecepatan angin
c. &elebihan dan kekurangan
Kele+ihan:
=. Sumber energi terbarukan. >ang pertama adalah angin merupakan salah satu sumber
energi terbarukan. Dikatakan menjadi sumber energi terbarukan karena sumber energi
angin tidak akan pernah habis tidak seperti minyak bumi.
5. Tidak menimbulkan emisi. >ang kedua adalah tidak menimbulkan emisi. 'istrik yang
dihasilkan oleh angin tidak menimbulkan emisi yang bisa menyebabkan hujan asam
ataupun gas rumah kaca. Seperti yang )nda ketahui penggunaan bahan bakar fosil
dapat menyebabkan hujan asam. /ujan asam yang terjadi pun dapat mempengaruhi
kehidupan di bumi seperti ikan dan tumbuhan mati besi berkarat dan lainnya.
*. ;amah lingkungan. &elebihan menggunakan pembangkit listrik tenaga angin
selanjutnya adalah ramah lingkungan. Selain terbarukan energi angin merupakan
salah satu sumber energi alternatif yang jika digunakan tanpa mencemari lingkungan.
0. enggunakan space yang lebih kecil. $ika dibandingkan dengan pembangkit listrik
lainnya energi angin hanya membutuhkan beberapa meter untuk membentuk pondasi
turbin angin. Tentu saja tanah di sekitar turbin dapat digunakan untuk keperluan
lainnya salah satunya yaitu untuk pertanian.
Kele*ahan:
=. Tidak mudah diprediksi. Sama seperti pembangkit listrik tenaga surya pembangkit
listrik tenaga air juga tidak mudah diprediksi. eskipun sumber terbarukan akan
tetapi sumber energi angin kurang dapat diandalkan untuk ada terus menerus.
5. emerlukan biaya yang tinggi. &elemahan yang kedua adalah memerlukan biaya
yang cukup tinggi. Seperti yang kita ketahui biasanya pembangkit listrik yang satu ini
dibangun di tempat yang jauh dari sumber beban. Dan tentu saja semua itu
membutuhkan transmisi dengan biaya yang cukup tinggi.
*. (iaya pera#atan tinggi. Selain itu biaya pera#atan atau cost maintenance turbin
angin juga sangatlah tinggi. /al ini dikarenakan turbin angin memiliki beberapa
bagian yang mudah rusak seiring dengan berjalannya #aktu.
0. )ncaman bagi kehidupan liar. &enapa bisa dikatakan sebagai ancaman bagikehidupan liar? Ini karena burung yang terbang bebas dapat terbunuh dan terluka jika
terbang menuju ke arah turbin angin tersebut.
7/25/2019 Tugas Operasi Sistem Energi II
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-operasi-sistem-energi-ii 5/10
1. embutuhkan turbin angin yang banyak. (erikutnya adalah membutuhkan turbin
yang banyak. !ntuk menghasilkan listrik yang sama dengan pembangkit fosil.
Dibutuhkan turbin angin yang banyak dengan begitu dibutuhkan pula area yang luas.
') Pe*+an$,i- &is-ri, Tena$a Mi,rohi1ro /P&TMH0
a) Prinsip &erja
Secara teknis ikrohidro memiliki tiga komponen utama dalam pemuatan P'T/
yaituair 7sebagai sumber energi8 turbin dan generator. )ir yang mengalir dengan
kapasitastertentu disalurkan dengan ketinggian tetentu menju rumah instalasi 7rumah turbin8.
Padarumah tersebut 7po#er house8 instalasi air tersebut akan menumbuk turbindipastikan
turbin akan menerima langsung energi dari air dan mengubahnya menjadi energi mekanik
yangmenyebabkan berputarnya poros turbin. Poros tersebut kemudian ditransmisikan ke
generatordengan menggunakan kopling. &emudian dari generator akan dihasilkan energi
listrik yangakan masuk ke sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan pada rumah @ rumah
masyarakat sekitar ataupun untuk keperluan lainnya.
+) 6ara &endali
Pembangunan bendungan dilakukan untuk mengatur aliran air yang akan dimanfaatkan
sebagai tenaga penggerak P'T/. (endungan ini dapat berupa bendungan beton atau
bendungan beronjong. (endungan perlu dilengkapi dengan pintu air dan saringan sampah
untuk mencegah masuknya kotoran atau endapan lumpur.
)ir akan memasuki turbin pada bagian inlet. Di dalamnya terdapat guide !ane untuk
mengatur pembukaan dan penutupan turbin serta mengatur jumlah air yang masuk ke
runner,blade 7komponen utama turbin8. ;unner terbuat dari baja dengan kekuatan tarik tinggi
yang dilas pada dua buah piringan sejajar. )liran air akan memutar runner dan menghasilkan
energi kinetic yang akan memutar poros turbin. Energi yang timbul akibat putaran poros
kemudian ditransmisikan ke generator. Seluruh sistem ini harus balance. Turbin perlu
7/25/2019 Tugas Operasi Sistem Energi II
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-operasi-sistem-energi-ii 6/10
dilengkapi casing yang berfungsi mengarahkan air ke runner. Pada bagian ba#ah casing
terdapat pengunci turbin. (antalan 7bearing8 terdapat pada sebelah kiri dan kanan poros dan
berfungsi untuk menyangga poros agar dapat berputar dengan lancar.
Daya poros dari turbin ini harus ditransmisikan ke generator agar dapat diubah menjadi
energi listrik.
2) &elebihan dan &ekurangan
Kele+ihan:
• Dibandingkan dengan pembangkit listrik jenis yang lain P'T/ ini cukup murah
karena menggunakan energi alam.
•
emiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dioperasikan di daerah terpencildengan tenaga terampil penduduk daerah setempat dengan sedikit latihan.
• Tidak menimbulkan pencemaran.
• Dapat dipadukan dengan program lainnya seperti irigasi dan perikanan.
• Dapat mendorong masyarakat agar dapat menjaga kelestarian hutan sehingga
ketersediaan air terjamin.
Ke,uran$an:
Pembangkit 'istrik Tenaga )ir 7P'T)8 juga mempunyai kelemahan"kelemahan dalam
melayani penguna listrik dalan jumlah besar antara lain 9
• &onsumen pengguna listrik dalam jumlah besar dan terlalu jauh dari pusat
Pembangkit membutuhkan sarana jaringan to#er transmisi tegangan tinggi yang
panjang juga memerlukan sarana traffo peningkat tengangan yang banyak.
• Dari sisi keamanan maupun keselamatan terhadap sanara dan perlengkapan
tranmisi harus mendapat perhatian khusus.
• (ila kita mengalami musim kemarau panjang P'T) yang mengunakan tenaga air
dari danau alam dan danau buatan maka cadanagan air akan sangat berkurang dan
berdampak pada penurunan kuantitas produksi daya listrik yang disalurkan ke
konsuman. aka hal ini yang dirugikan adalah konsuman baik rumah tangga
maupun pihak industri.
• Sumber Pembangkit 'istrik Tenaga )ir 7P'T)8 yang menggunakan air terjun
tidak selalu berada dilokasi yang dikehendaki selain debit airnya kecil juga
berada jauh dari kota sehingga membutuhkan biaya yang sangat besar.
!) Pe*+an$,i- &is-ri, Tena$a Surya /P&TS0
a) Prinsip &erja
)da dua jenis sistem energi surya9 pasif dan aktif. Sistem pasif menggunakan sel
fotovoltaik untuk mengkonversi energi matahari kemudian dibutuhkan penyimpanan baterai
untuk menyimpan energinya. Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p"n
7/25/2019 Tugas Operasi Sistem Energi II
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-operasi-sistem-energi-ii 7/10
junction yaitu junction antara semikonduktor tipe"p dan tipe"n. Semikonduktor ini terdiri dari
ikatan"ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar. Semikonduktor
tipe"n mempunyai kelebihan elektron 7muatan negatif8 sedangkan semikonduktor tipe"p
mempunyai kelebihan hole 7muatan positif8 dalam struktur atomnya. &ondisi kelebihan
elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant.
Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe"p silikon didoping oleh atom boron
sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe"n silikon didoping oleh atom fosfor.
Sedangkan sistem yang aktif memerlukan beberapa cara untuk menyerap dan
mengumpulkan radiasi matahari dan kemudian menyimpannya.
Pembangkit listrik termal tenaga surya adalah sistem aktif. )da beberapa kesamaan
dasar dari beberapa jenis pembangkit tenaga surya dengan pembangkit tenaga uap yakni9
6ermin memantulkan dan mengkonsentrasikan sinar matahari dan penerima mengumpulkanenergi matahari serta mengubahnya menjadi energi panas. Sebuah generator kemudian
digunakan untuk menghasilkan listrik dari energi panas ini.
$enis yang paling umum dari pembangkit listrik panas matahari termasuk pembangkit
di -urun ojave 6alifornia menggunakan desain berbentuk parabola untuk mengumpulkan
radiasi matahari. &olektor ini dikenal sebagai sistem konsentrator linear dan terbesar mampu
menghasilkan 42 mega#att listrik.
+) 6ara &endali
Sistem panas matahari adalah solusi energi terbarukan yang menjanjikan karena
matahari adalah sumber daya yang melimpah. &ecuali dimalam hari. )tau saat matahari
terhalang oleh a#an. Sistem penyimpanan energi panas tekanan tinggi pada tangki
penyimpanan cairan digunakan bersama dengan sistem panas matahari untuk memungkinkan
pembangkit menyimpan energi potensial listrik. Penyimpanan off"peak adalah komponen
penting untuk efektivitas pembangkit listrik panas matahari.Tiga teknologi TES 7Thermal
Energy Storage8 primer telah diuji sejak =A42"an ketika pembangkit listrik termal pertama
7/25/2019 Tugas Operasi Sistem Energi II
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-operasi-sistem-energi-ii 8/10
dibangun dengan sistem langsung dua"tangki sistem tidak langsung dua"tank dan sistem
termoklin tunggal"tank.
Dalam sistem langsung dua"tangki energi panas matahari disimpan tepat di tempat
yang sama dengan transfer cairan panas yang dikumpulkan. 6airan ini dibagi menjadi dua
tank satu tangki penyimpanan pada suhu rendah dan yang lain pada suhu tinggi.
6airan yang disimpan dalam tangki suhu rendah berjalan melalui kolektor surya
pembangkit listrik di mana dipanaskan dan dikirim ke tangki suhu tinggi. 6airan disimpan
pada suhu tinggi dikirim melalui penukar panas yang menghasilkan uap yang kemudian
digunakan untuk menghasilkan listrik di generator. Dan setelah melalui penukar panas cairan
kemudian kembali ke tangki suhu rendah.
2) &elebihan dan &ekurangan
Kele+ihan 9
• emanfaatkan sinar matahari tanpa biaya
• cocok sekali untuk daerah tropika
• Praktis dan hemat
• Energi yang terbarukan, tidak pernah habis
• (ersih ramah lingkungan
• !mur panel sel surya panjang, investasi jangka panjang
• Praktis tidak memerlukan pera#atan
• Sangat cocok untuk daerah tropis seperti Indonesia
Ke,uran$an :
• &etergantungan oleh sinar matahari tetapi untuk hal ini diatasi dengan kekuatan
penyimpanan aki,baterei
• (iaya a#al relatif mahal
3) Pe*+an$,i- &is-ri, Tena$a Bio$as /P&TBG0
a) Prinsip &erja
7/25/2019 Tugas Operasi Sistem Energi II
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-operasi-sistem-energi-ii 9/10
P'T(- adalah instalasi pembangkit listrik dengan pemanfaatan biogas sebagai bahan
bakar yang dapat diperbaharui. &otoran sapi sebagai media penghasil biogas dapat
dimanfaatkan sebagai bahan bakar P'T(- sehingga mengurangi pencemaran lingkungan dan
efek rumah kaca.
(akteri metanogen merupakan salah satu jenis bakteri yang dapat menghasilkan sumber
energi. Sumber energi yang dapat dihasilkan oleh bakteri ini adalah biogas. (iogas
merupakan gas yang dilepaskan jika bahan"bahan organik difermentasi atau mengalami
proses metanisasi. Proses fermentasi 7penguraian material organik8 tersebut terjadi secara
anaerob 7tanpa oksigen8. (iogas terdiri atas beberapa macam gas antara lain metana 711"
B1C8 karbon dioksida 751"01C8 nitrogen 72"2.*C8 hydrogen 7="1C8 hidrogen sulfida 72"
*C8 dan oksigen 72.="2.1C8. Persentase terbesar dalam biogas ini metan membuat gas ini
mudah terbakar dan dapat disamakan kualitasnya dengan gas alam setelah dilakukan
pemurnian terhadap gas metan.
Perubahan biogas menjadi energi listrik dilakukan dengan memasukkan gas dalam
tabung penampungan kemudian masuk ke conversion kit yang berfungsi menurunkan tekanan
gas dari tabung sesuai dengan tekanan operasional mesin dan mengatur debit gas yang
bercampur dengan udara didalam mier dari mier bahan bakar bersama dengan udara
masuk kedalam mesin dan terjadilah pembakaran yang akan menghasilkan daya untuk
menggerakkan generator yang menghasilkan energi listrik.
+) 6ara &endali
Pemurnian biogas 7methane puri"ier 8 berkemampuan menaikan efisiensi kalori serta
menaikan atau menambah besaran komposisi metan antara 0 C hingga 52 C dibanding
sebelumnya dan bersaman dengan itu menurunkan kandungan 6O5 /5O dan /5S. Pellet penyerap 7absorbers8 dapat diganti ulang 7refill8 atau lebih murah lagi diregenerasi 7pakai
ulang8 dengan cara direndam dalam air 7auades8 untuk maksimal 5 atau setara dengan
7/25/2019 Tugas Operasi Sistem Energi II
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-operasi-sistem-energi-ii 10/10
penggunaan = 7satu8 tahun. Pellet penyerap 7absorbers8 isi ulang 7refill8 dengan dosis 51 kg
bagi pemurnian 0 m*, hari selama +2 hari.
emperoleh biogas murni dapat dimulai sejak pemilihan bahan baku 7melakukan
kalkulasi 6,: ratio dan memastikan subtract berukuran halus melalui penggunaan pencacah
dan pompa cerna, grinder pumps8 penggunaan aktivator bakteri metagenesis pembangkit
metan pemilihan bak cerna atau reaktor 7digester8 yang menjamin terpeliharanya suhu P/
komposisi air terhadap material padat dan populasi bakter. !ntuk mencapainya digester
dilengkapi alat monitoring suhu dan P/ berikut processor 7controlled 8 guna mengatur kerja
pompa lumpur 7 submersible pumps8 dalam reaktor melakukan sirkulasi.
2) &elebihan dan &ekurangan
Kele+ihan:
(erkontribusi menurunkan emisi gas rumah kaca
emelihara kebersihan lingkungan dengan memanfaatkan bahan limbah
;elatif lebih aman dari ancaman kebakaran
engurangi penggunaan bahan bakar fosil
/asil sampingan dapat berupa pupuk organik
erupakan sumber energi yang sangat potensial di Indonesia
Ke,uran$an:
emerlukan investasi tinggi untuk aplikasi pembangkit listrik tenaga biogas
asih minimnya informasi dan sosialisasi pada masyarakat
(elum dapat dikemas dalam bentuk cair atau tabung
B) KESIMPU&AN
Setiap pembangkit energi memiliki keunggulan dan kelebihan masing"masing. !ntuk
itu penting bagi kita untuk mengenali karakteristik dan pemanfaatan energi terbatukan
tersebut.
Re4erensi
;abiah dkk. 52=*. Teknologi Bioproses# akassar9 Politeknik :egeri !jung Pandang.
http9,,tech.dbagus.com,beginilah"cara"kerja"pembangkit"listrik"tenaga"surya
https9,,teknologisurya.#ordpress.com,dasar"teknologi"sel"surya,prinsip"kerja"sel"surya,
http9,,digilib.its.ac.id,public,ITS"aster"A00B"552B52=22B"()(=.pdf
https9,,###.academia.edu,4*=BB2*,(agaimanaF6araF&erjaFPembangkitF'istrikFTenagaFS
urya
http9,,sidioe.blogspot.co.id,52=0,21,kekurangan"dan"kelebihan"plta.html
http9,,kencanaonline.com,inde.php?routeGproduct,categoryHpathGB0