BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Kebutuhan
energi primer Indonesia meningkat seiring dengan pertumbuhan jumlah
penduduk dan ekonomi. Hal ini menyebabkan peningkatan pada kebutuhan energi
primer dan listrik. Kebutuhan energi primer tersebut sebagian disuplai oleh
energi fosil, yang pada tahun 2003 terdiri dari 54,4% minyak bumi, gas alam
26,5%, batubara 14,1 % dan sisanya adalah energi baru dan terbarukan.
Saat
ini panas bumi (geotermal) mulai menjadi perhatian dunia. Beberapa pembangkit
listrik bertenaga panas bumi sudah dimanfaatkan di banyak negara seperti
Amerika Serikat (AS), Inggris, Prancis, Italia, Swedia, Swiss, Jerman, Selandia
Baru,Australia, Jepang. Bahkan, sejak 2005 AS sudah sibuk dengan riset besar
mereka di bidang geotermal, yaitu Enhanced Geothermal Systems (EGS). Saat harga
minyak bumi melambung seperti saat ini, panas bumi menjadi salah satu energi
alternatif yang tepat bagi pembangkit listrik di Indonesia. Panas bumi di
Indonesia mudah didapat secara kontinu dalam jumlah besar, tidak terpengaruh
cuaca,dan jauh lebih murah biaya produksinya daripada minyak bumi atau batu
bara.Untuk menghasilkan 330 megawatt (MW),pembangkit listrik berbahan dasar
minyak bumi,memerlukan 105 juta barel minyak bumi, sementara pembangkit listrik
tenaga panas bumi (PLTP) hanya mengolah sumber panas yang tersimpan di
reservoir perut bumi.
Berdasarkan
data Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Republik Indonesia, Kita
memiliki potensi energi panas bumi sebesar 27.000 MW yang tersebar di 253
lokasi atau mencapai 40% dari cadangan panas bumi dunia. Dengan kata yang lebih
ekstrim, kita merupakan negara dengan sumber energi panas bumi terbesar di
Dunia. Namun, hanya sekitar kurang dari 4% yang baru dimanfaatkan. Oleh karena
itu, untuk mengurangi krisis energi nasional kita, pemerintah melalui PLN akan
melaksanakan program percepatan pembangunan pembangkit listrik nasional 10.000
MW tahap ke-II yang salah satu prioritas sumber energi-nya adalah panas bumi
(Geothermal).
1.2 Rumusan Masalah
1.
Jelaskan pengertian
pembangkit listrik tenaga
panas bumi ?
2. Sebutkan jenis jenis panas
bumi
?
3. Sebutkan komponen komponen PLT
panas bumi ?
4. Bagaimana prinsip kerja
pembangkit listrik tenaga panas bumi
?
1.3 Tujuan
1. Dapat menjelaskan tentang pembangkit listrik tenaga
panas bumi
2. Dapat menyebutkan jenis jenis
panas bumi
3. Dapat menyebutkan dan
menjelaskan komponen PLT panas bumi
4. Dapat menjelaskan prinsip kerja pembangkit
listrik tenaga panas bumi
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Pembangkit
Listrik Tenaga Panas Bumi
Panas bumi adalah anugerah
alam yang merupakan sisa-sisa panas dari hasil reaksi nuklir yang pernah
terjadi pada awal mula terbentuknya bumi dan alam semesta ini. Reaksi nuklir
yang masih terjadi secara alamiah di alam semesta pada saat ini adalah reaksi
fusi nuklir yang terjadi di matahari dan juga di bintang-bintang yang tersebar
di jagat raya. Reaksi fusi nuklir alami tersebut menghasilkan panas berorde
jutaan derajat celcius. Permukaan pada mulanya juga memiliki panas yang sangat
dahsyat, namun dengan berjalannya waktu (dalam orde milyard tahun) suhu
permukaan bumi mulai menurun dan akhirnya tinggal perut bumi saja yang masih
panas berupa magma dan inilah yang menjadi sumber energi panas bumi (Anonim,
1998).
Energi
panas bumi adalah energi panas yang terdapat dan terbentuk di dalam kerak bumi.
Menurut Pasal 1 UU No.27 tahun 2003 tentang Panas Bumi. Panas Bumi adalah
sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap air, dan batuan
bersama mineral ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya tidak dapat
dipisahkan dalam suatu sistem Panas Bumi dan untuk pemanfaatannya diperlukan
proses penambangan.
Panas
bumi atau geothermal merupakan salah satu sumber energy yang dapat diperbaharui
dan berkelanjutan (renewable and sustainable). Panas bumi banyak ditemui di
daerah yang memiliki banyak gunung berapi aktif, seperti Indonesia, Selandia
Baru, Amerika Serikat, Jepang, Filipina, Meksiko, dan Islandia. Panas bumi
berasal dari dalam permukaan bumi atau lebih tepatnya di bawah kerak bumi
(astenosphere hingga lapisan mantel). Pada daerah tersebut terdapat magma, yang
sangat panas dan bersifat mobile, yang terbentuk dari lelehan batuan secara
alami. Magma juga berasal dari material radioaktif seperti uranium dan
potassium. Energi panas bumi ini sangatlah menjanjikan, karena selain renewable
dan sustaible, kekuatan energinya lebih besar dari minyak dan gas bumi.
Karenanya, tidak heran jika energi panas bumi ini mulai dikembangkan untuk
menjadi energi alternatif (Anonim, 2014).
2.2 Potensi Energi Panas Bumi di
Indonesia
Indonesia
merupakan salah satu negara terbesar pengguna dan produsen energi terbarukan di
Asia Tenggara.Dengan populasi melebihi 250 juta orang yang memiliki permintaan
listrik tinggi.
Permintaan Indonesia tergantung pada
berbagai metode yang digunakan untuk menghasilkan listrik dari batubara, minyak
mentah, dan pembangkit tenaga air untuk pembangkit daya listrik.
Di bawah
permukaan bumi ada beberapa lempeng tektonik yang meluncur di atas mantel. Arus
konveksi menggerakan lempeng bumi hingga saling bertabrakan satu sama lain.
Dimana dua lempeng yang bertemu disebut dengan nama batas lempeng.
sepanjang batas lempeng tersebut,
terjadilah gempa bumi, aktivitas gunung berapi, dan terbentuknya palung.
Batas-batas
lempeng memiliki dua jenis yaitu batas konvergen, dimana dua lempeng saling
bertabrakan satu sama lain menciptakan zona subduksi yang memaksa satu lempeng
untuk menghujam lempeng lainnya.
Batas lainnya disebut batas
divergen. Sepanjang batas ini, dua lempeng bergerak menciptakan ruang yang
dipenuhi magma dan menjadi cekungan laut.
Karena
posisi Indonesia di Cincin Api Pasifik yang mengelilingi Samudera Pasifik,
negara memperoleh kelimpahan batuan yang mampu menampung panas bumi, yang dapat
digunakan sebagai energi terbarukan untuk menghasilkan listrik.
Reservoir geothermal terjadi pada
batas-batas yang terdiri dari 4 komponen utama: waduk, cairan, batuan penutup,
dan sumber panas.
Reservoir
bertindak sebagai wadah yang terdiri dari cairan panas bumi dan bisa memiliki
bentuk baik uap, air, ataupun keduanya, yang kemudian terjebak di bawah
permukaan.
Batuan penutup merupakan lapisan
kedap air yang terletak di atas wadah atau waduk yang bertindak sebagai penutup
untuk menghentikan cairan agar tidak bergerak ke permukaan, dan magma menjadi
sumber panas yang memanaskan cairan untuk menghasilkan energi.
Untuk
memanfaatkan energi panas bumi, perlu adanya pengeboran sumur jauh ke dalam
bumi yang kedalamannya bisa mencapai 4 kilometer.
Panas kemudian diambil uapnya dari
bawah bumi dengan menyalurkan cairan untuk menggerakan turbin yang kemudian
menghasilkan listrik. Lalu hal itu akan mampu menghasilkan tenaga listrik bagi
ribuan rumah.
Indonesia
memiliki potensi sebesar 40% sumber daya panas bumi karena mengandung cadangan
panas bumi terbesar di dunia yang letaknya di permukaan negara Indonesia.
Namun Indonesia hanya menggunakan
cadangan tersebut sebesar 5% karena kebanyakan dari sumber tersebut terletak di
hutan dan kawasan konservasi yang dilindungi.
Sejak kegiatan panas bumi
digolongkan sebagai aktivitas pertambangan, perusahaan dilarang untuk melakukan
eksplorasi atau pengeboran di daerah tersebut, sedangkan peraturan yang baru
sekarang memisahkan kegiatan eksplorasi panas bumi dengan pertambangan yang
mengambil keuntungan dari cadangan negara besar.
Indonesia saat ini merupakan
produsen panas bumi terbesar ketiga di dunia, daru tujuh area panas bumi yang
tersebar di seluruh Jawa, Sumatera Utara, dan Sulawesi Utara yang memproduksi
1,439 MW 2.
Pembangkit
Wayang Windu dioperasikan oleh Star Energy di Jawa Barta yang merupakan salah
satu yang terbesar di Indonesia, yang mampu memproduksi tenaga listrik hingga
227 MW, yang berkontribusi sekitar 16% dari tenaga panas bumi negara.
Lahan terletak pada resevoir yang
unik, transisi antara dominasi vapour dan dominasi cairan di area seluar 40
kilometer persegi, salah satu potensi yang sangat besar.
2.2.1
Proses Terbentuknya Energi Panas Bumi
Panas
Bumi adalah sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap air,
dan batuan bersama mineral ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya
tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem Panas Bumi dan untuk pemanfataannya
diperlukan proses penambangan . Panas bumi adalah sumber daya alam yang dapat
diperbarui, berpotensi besar serta sebagai salah satu sumber energi pilihan
dalam keanekaragaman energi. Panas Bumi merupakan sumber energi panas yang
terbentuk secara alami di bawah permukaan bumi. Sumber energi tersebut berasal
dari pemanasan batuan dan air bersama unsur-unsur lain yang dikandung Panas
Bumi yang tersimpan di dalam kerak bumi.
Panas
yang berasal dari dalam bumi dihasilkan dari reaksi peluruhan unsur - unsur
radioaktif seperti uranium dan potassium. Reaksi nuklir yang sama saat ini
masih terjadi di matahari dan bintang-bintang yang tersebar di jagad raya.
Reaksi ini menghasilkan panas hingga jutaan derajat celcius. Pada kedalaman
10.000 meter atau 33.000 feet, energi panas yang dihasilkan bisa mencapai
50.000 kali dari jumlah energi seluruh cadangan minyak bumi dan gas alam yang
masih tersedia.
Energi
panas bumi ini berasal dari aktivitas tektonik di dalam bumi yang terjadi sejak
planet ini diciptakan. Panas ini juga berasal dari panas matahari yang diserap
oleh permukaan bumi. Selain itu sumber energi panas bumi ini diduga berasal
dari beberapa fenomena:
1.
Peluruhan elemen radioaktif di bawah permukaan bumi.
2.
Panas yang dilepaskan oleh logam-logam berat karena
tenggelam ke dalam pusat bumi.
3.
Efek elektromagnetik yang dipengaruhi oleh medan
magnet bumi (wikipedia.org).
Terbentuknya
panas bumi, sama halnya dengan prinsip memanaskan air (erat hubungan dengan
arus konveksi). Air yang terdapat pada teko yang dimasak di atas kompor,
setelah panas, air akan berubah menjadi uap air . Hal serupa juga terjadi pada
pembentukan energi panas bumi. Air tanah yang terjebak di dalam batuan yang
kedap dan terletak di atas dapur magma atau batuan yang panas karena kontak
langsung dengan magma, otomatis akan memanaskan air tanah yang terletak
diatasnya sampai suhu yang cukup tinggi ( 100 – 250 C). Sehingga air tanah yang
terpanaskan akan mengalami proses penguapan. Apabila terdapat rekahan atau
sesar yang menghubungkan tempat terjebaknya air tanah yang dipanaskan tadi
dengan permukaan maka pada permukaan kita akan melihat manifestasi thermal.
Salah satu contoh yang sering kita jumpai adalah mata air panas, selain
solfatara, fumarola, geyser yang merupakan contoh manifestasi thermal yang
lain.
Gambar 1.1 Proses Terbentuknya
Energi Panas Bumi
Uap hasil
penguapan air tanah yang terdapat di dalam tanah akan tetap tanah jika tidak
ada saluran yang menghubungkan daerah tempat keberadaan uap dengan permukaan.
Uap yang terkurung akan memiliki nilai tekanan yang tinggi dan apabila pada
daerah tersebut kita bor sehingga ada saluran penghubung ke permukaan, maka uap
tersebut akan mengalir keluar. Uap yang mengalir dengan cepat dan mempunyai
entalpi inilah yang kita mamfaatkan dan kita salurkan untuk memutar turbin
sehingga dihasilkanlah energi listrik (tentunya ada proses-proses lain sebelum
uap memutar turbin) (Maryadi, 2012).
Sistem
panas bumi sering kali juga diklasifikasikan berdasarkan entalpi fluida yaitu
sistem entalpi rendah, sedang dan tinggi. Kriteria yang digunakan sebagai dasar
klasifikasi pada kenyataannya tidak berdasarkan pada harga entalpi, akan tetapi
berdasarkan pada temperatur mengingat entalpi adalah fungsi dari temperatur.
Pada tabel di bawah ini ditunjukkan klasifikasi sistem panas bumi yang biasa
digunakan.
Tabel 2.1 Klasifikasi
Sistem Panas Bumi
|
Muffer
&
Cataldi (1978)
|
Benderiter
&
Cormy
(1990)
|
Haenel,
Rybach &
Stegna
(1988)
|
Hochestein
(1990)
|
Sistem
panas bumi entalpi rendah
|
<90oC
|
<100oC
|
<150oC
|
<125oC
|
Sistem
panas bumi entalpi sedang
|
90‐150oC
|
100‐200oC
|
-
|
125‐225oC
|
Sistem
panas bumi entalpi tinggi
|
>150oC
|
>200oC
|
>150oC
|
>225oC
|
2.2 Jenis Jenis Panas Bumi
Energi panas bumi atau energi geothermal yang
terdapat dibumi terdapat dalam berbagai bentuk. Sumber daya Panas Bumi terdiri
dari 4 jenis yaitu, hidrothermal, Hot dry rocks, Geopressured dan
magma. Energi panas bumi yang umum dimanfaatkan adalah sistem hirothermal
karena pada sistem hidrothermal pori-pori bataun mengandung air, uap, atau
keduanya dan reservoir umumnya terletak tidak terlalu jauh sehingga masih
ekonomis untuk diusahakan.
Energi panas bumi yang terdapat di Indonesia dikelompokkan
menjadi beberapa jenis, yaitu :
1. Energi Panas Bumi Uap Basah
Pemanfaatan
energi panas bumi yang ideal adalah bila panas bumi yang keluar dari perut bumi
berupa uap kering, sehingga dapat digunakan langsung untuk menggerakkan turbin
generator listrik. Namun uap kering yang demikian ini jarang ditemukan termasuk
di Indonesia dan pada umumnya uap yang keluar berupa uap basah yang mengandung
sejumlah air yang harus dipisahkan terlebih dulu sebelum digunakan untuk
menggerakkan turbin. Jenis sumber energi panas bumi dalam bentuk uap basah agar
dapat dimanfaatkan maka terlebih dahulu harus dilakukan pemisahan terhadap
kandungan airnya sebelum digunakan untuk menggerakan turbin. Uap basah
yang keluar dari perut bumi pada mulanya berupa air panas bertekanan tinggi
yang pada saat menjelang permukaan bumi terpisah menjadi kira-kira 20 % uap dan
80 % air. Atas dasar ini maka untuk dapat memanfaatkan jenis uap basah ini
diperlukan separator untuk memisahkan antara uap dan air. Uap yang telah
dipisahkan dari air diteruskan ke turbin untuk menggerakkan generator listrik,
sedangkan airnya disuntikkan kembali ke dalam bumi untuk menjaga keseimbangan
air dalam tanah.
Gambar 1.2 Dry SystemPower Plant
1. Energi Panas Bumi Air Panas
Air
panas yang keluar dari perut bumi pada umumnya berupa air asin panas yang
disebut "brine" dan mengandung banyak mineral. Karena banyaknya
kandungan mineral ini, maka air panas tidak dapat digunakan langsung sebab
dapat menimbulkan penyumbatan pada pipa-pipa sistim pembangkit tenaga listrik.
Untuk dapat memanfaatkan energi panas bumi jenis ini, digunakan sistem biner
(dua buah sistem utama) yaitu wadah air panas sebagai sistem primemya dan
sistem sekundernya berupa alat penukar panas (heat exchanger) yang akan
menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin. Energi panas bumi “uap panas”
bersifat korosif, sehingga biaya awal pemanfaatannya lebih besar dibandingkan
dengan energi panas bumi jenis lainnya.
Gambar 1.3 Flash System Power
Plant
1. Energi Panas Bumi Batuan Panas
Energi
panas bumi jenis ketiga berupa batuan panas yang ada dalam perut bumi terjadi akibat
berkontak dengan sumber panas bumi (magma). Energi panas bumi ini harus diambil
sendiri dengan cara menyuntikkan air ke dalam batuan panas dan dibiarkan
menjadi uap panas, kemudian diusahakan untuk dapat diambil kembali sebagai uap
panas untuk menggerakkan turbin. Sumber batuan panas pada umumnya terletak jauh
di dalam perut bumi, sehingga untukmemanfaatkannya perlu teknik pengeboran
khusus yang memerlukan biaya cukup tinggi
Gambar 1.4 Binary Cycle Power Plaant
2.2 Komponen Komponen PLT Panas Bumi
1.
Separator
Sumur - sumur panas bumi
umumnya memproduksikan fluida campuran, uap dan air, sedangkan turbin di PLTP
digerakkan oleh fluida kerja berupa uap kering atau
hampir superheated (uap air). Pemisahan uap dan air ini dilakukan di
separator. Karakteristik operasional separator yang harus dicapai pada
pemisahan fluida panas bumi yang paling penting adalah efisiensi pemisahan
fluida yang harus tinggi dan penurunan tekanan yang kecil selama di separator
untuk mencegah terjadi endapan (scaling) dan korosi di sudu turbin (blade)
serta menghasilkan output listrik yang tinggi.
Pemisahan
uap atau gas dari fluida panas bumi menggunakan prinsip pemisahan dan
pengumpulan partikel (the dust separation and collection). Banyak alat yang
digunakan pada pemisahan partikel kering diadaptasi untuk pemisahan liquid.
Karena faktor ekonomi dan sifat fluida panas bumi yang berbeda,
metoda interical impaction (termasuk sentrifugal dimana merupakan
salah satu metoda pemisahan) umum dipakai pada fluida panas bumi.
2 . Deminister
Deminister adalah sebuah alat
yang berbentuk tabung silinder yang pada umumnya berukuran 14.5 m3 yang
didalamnya terdapat kisi-kisi baja yang berfungsi untuk mengeliminasi butir –
butir air yang terbawa oleh uap dari sumur-sumur panas bumi. Demister ini
dipasang pada jalur uap utama setelah alat pemisah akhir (final separator)
yang ditempatkan pada bangunan rangka besi yang sangat kokoh dan terletak di
luar gedung pembangkit.
3. Turbin-Generator
Turbin adalah suatu mesin penggerak dimana energi
fluida kerja, dalam hal ini adalah uap, dipergunakan langsung untuk memutar
roda turbin. Bagian turbin yang berputar dinamakan roda turbin. Roda turbin ini
terletak didalam rumah turbin. Roda turbin memutar poros yang menggerakan atau
memutar bebannya, yang dalam hal ini adalah generator listrik. Generator disini
berfungsi untuk mengubah energi mekanis menjadi energi listrik.
Gambar 1.7 Turbin-Generator
Secara
umum, terdapat dua jenis turbin yaitu turbin tanpa kondenser (Atmospheric
Exhaust/Back Pressure Turbine) dimana yang keluar dari turbin langsung
dibuang ke udara dan turbin dengan kondenser dimana fluida yang keluar dari
turbin dialirkan ke kondenser untuk dikondensasikan. Turbin kondensor
dilengkapi dengan kondensor (condensing unit). Uap (baik yang
berupa uap kering ataupun uap hasil separasi) yang keluar dari turbin
dimasukkan ke dalam kondensor dengan tekanan vakum sehingga output power yang
dihasilkan menjadi lebih tinggi dan menjadi lebih efisien. Uap keluaran dari
turbin diubah menjadi kondensat di dalam kondensor. Kondensat dapat
dikembalikan atau direinjeksikan ke dalam reservoar.
4. Kondenser
Kondensor adalah suatu alat untuk mengkondensasikan
uap dari turbin dengan kondisi tekanan yang hampa. Uap bekas dari turbin masuk
dari sisi atas kondensor, kemudian mengalami kondensasi sebagai akibat
penyerapan panas oleh air pendingin yang diinjeksikan melalui spray
nozzle. Ada dua jenis kondensor, yaitu direct contact or jet
condenser dan surface condenser. Pada direct contact condenser,
uap yang keluar dari turbin langsung bersentuhan dengan fluida pendingin.
Sedangkan pada surface condenser, uap yang keluar dari turbin tidak
bersentuhan langsung dengan fluida pendingin. Proses pendinginannya terjadi
pada alat penukar kalor (heat exchanger) yang umumnya berupa Shell
and Tube Heat Exchanger.
Gambar 1.8 Kondenser
5. Gas
Removal System
Uap panas bumi mengandung kotoran seperti zat padat yang
terlarut dan non-condensable gases (NCG). Kandungan NCG di
dalam uap panas bumi bervariasi dari hampir nol hingga 15 % berat tergantung
lokasi dari sumur. Pada suatu PLTP, setelah diekspansi di dalam turbin, uap
panas bumi dikondensasi oleh air pendingin di dalam kondensor, sementara NCG
tetap dalam kondisi gas. Akumulasi dari NCG di dalam kondensor menyebabkan
tekanan kondensor naik, yang pada gilirannya mengurangi output power dari
turbin. Untuk menjaga tekanan kondensor tetap rendah, NCG harus dikeluarkan
secara terus menerus dari kondensor dengan menggunakan gas removal
system. Dengan demikian, gas removal system merupakan
peralatan penting pada sistem PLTP, karena berfungsi untuk mempertahankan
kondisi vakum di dalam kondensor dengan cara mengeluarkan NCG dan kondenser dan
membuangnya langsung ke atmosfir.
Peralatan ekstraksi gas yang biasa digunakan di
PLTP-PLTP di Indonesia adalah steam jet ejector dan Liquid
ring Vacuum pump (LRVP). Pemilihan tipe gas removal
system sangat penting mengingat cukup tingginya kandungan non-condensable
gas (NCG) dalam uap. Kriteria utama dalam pemilihan peralatan gas
removal system sebagai berikut:
-
Tekanan kondenser (derajat kevakuman kondenser)
-
Jumlah laju alir massa gas yang akan diambil dari kondenser
-
Konsumsi energi yang dibutuhkan oleh peralatan gas ekstraksi
-
Jumlah massa dan temperatur air pendingin yang dibutuhkan dalam kondenser
A. Steam Jet Ejector
Steam jet ejector pertama kali ditemukan oleh Le Blance dan Charles Parsons. Steam
ejector bekerja dengan memanfaatkan panas buang dari sistem pembangkit
daya, ruang pembakaran dan pada mesin industri untuk menghasilkan proses
refrigerasi. Steam jet ejector secara umum terdiri empat
bagian yaitu: divergen nosel (primary nozzle), ruang
hisap (suction chamber), constan area duct atau throat
section atau mixing tube dan diffuser.
Prosesnya dapat dilihat pada gambar dibawah yaitu
dimulai dengan uap bertekanan dan temperatur tinggi dari boiler (disebut
dengan primary fluid atau motive fluid) masuk
ke primary nozzle dan keluar mencapai kecepatan supersonic sehingga
akan menarik secondary fliud yang bertekanan dan temperatur
rendah dari suction chamber bercampur di mixing
chamber, kemudian kecepatannya akan turun menjadi subsonik seiring
laju aliran ke diffuser dan tekanan akan meningkat. Jadi
peran steam jet ejector disini adalah sebagai pengganti
kompresor pada siklus kompresi uap yaitu menaikkan tekanan aliran dari
evaporator melalui suction chamber. (Fahris, 2010)
Gambar 1.9 Steam Jet Ejector
Tingkat kevakuman atau tekanan yang dapat dicapai
oleh steam jet ejector bervariasi antara 0,13 bar a
untuk single stage sampai dengan 0,03 bar a untuk two
stage steam jet ejector. Kebutuhan uap untuk motive steam tergantung
dari jumlah aliran gas yang akan diekstraksi. Kondisi motive
steam harus uap kering dan jenuh. Jika terdapat moisture dalam steam,
separator dan steam trap dapat ditambahkan untuk meningkatkan
kualitas steam. Minimum dryness steam yang
dianjurkan adalah 99.5%. Kualitas uap yang buruk tidak akan membahayakan
sistem, tetapi dapat menyebabkan erosi di steam nozzle dan diffuser.
B. Liquid Ring Vacuum Pump (LRVP)
LRVP merupakan
kelompok pompa positive displacement. Karakteristik pompa ini
adalah menyalurkan energi dari impeler ke fluida yang dipompakan
melalui cincin cairan. LRVP terdiri atas rotor tunggal dengan satu set
baling-baling di bagian depannya seperti terlihat pada gambar dibawah:
Gambar 2.0 Liquid
Ring Vacuum Pump (LRVP)
Prinsip kerja LRVP adalah menaikkan tekanan gas dengan
memutar baling-baling impeler (impeller vanes) dalam sebuah silinder
casing yang eksentris. Ketika impeler dari pompa berputar, gaya sentrifugal
akan melempar liquid membentuk lingkaran konsentris di sekeliling casing dan
melakukan kerja kompresi. Fluida yang biasanya air akan membentuk cincin
silinder pada bagian dalam casing. Cincin air ini menghasilkan sealing di
bagian antara baling-baling impeler yang membentuk ruang bertekanan. Posisi
impeler terhadap casing menyebabkan melebarnya jarak antara blade impeler dengan
casing di sisi inlet dan menyempitnya jarak di sisi keluaran. Eccentricity antara
perputaran sumbu impeler dengan sumbu geometris casing menghasilkan sebuah
siklus volume ditutup oleh baling-baling dan liquid ring. Kemudian
gas ditarik masuk ke dalam pompa melalui inlet port di bagian
akhir casing. Gas selanjutnya terjebak di dalam ruang kompresi yang terbentuk
oleh impeller vanes dan liquid ring. Kemudian
adanya putaran impeler, Liquid ring akan menekan
gas dan mendorongnya ke luar ke outlet port. Cairan yang ada di
bagian keluaran gas kemudian dipisahkan yang selanjutnya didinginkan atau
disirkulasikan dalam sebuah sistem pemisahan. (Lehmann, 1995). LRVP memiliki
kapasitas antara 3 s.d 27 m3/jam dan pada umumnya digunakan untuk
tekanan antara 0,13 s.d. 5,5 bar a bahkan adakalanya digunakan sampai pada
tekanan 7 bara a. LRVP biasanya digunakan sebagai peralatan gas removal
system pada tekanan tingkat kedua mengikuti steam ejector tingkat
pertama bila kapasitas fluida dari sumur yang masuk relatif rendah. (HEI,
2011).
C. Intercondenser dan Aftercondenser
Intercondenser merupakan kondenser yang dipasang setelah stage pertama steam
set ejector , sementara aftercondenser dipasang
setelah stage kedua steam jet ejector untuk ejector
system. Tujuan dari pemasangan intercondenser dan aftercondenser ini
adalah untuk mengkondensasi motive steam dan steam yang
terikut dengan NCG pada proses pembuangan NCG. Kondensat yang dihasilkan lalu
dialirkan ke kondenser utama sedangkan NCG dibuang melalui cooling
tower stack.
6. Hot Well Pump (HWP)
Hot Well Pump adalah
pompa pendingin utama yang berfungsi untuk memompakan air kondensat dari
kondensor ke cooling tower untuk kemudian didinginkan. Jenis
pompa yang sering digunakan adalah Vertical Barriel type 1 Stage Double
Suction Centrifugal Pump, dengan jumlah dua buah pompa untuk setiap
unit.
Gambar 2.1 Hall
Well Pump
7. Cooling tower
Cooling tower berfungsi untuk mendinginkan kondensat dari pompa HWP agar selanjutnya
kondesat ini dapat disirkulasikan sebagai air pendingin. Cooling tower yang
biasa digunakan adalah di PLTP adalah jenis mechanical draft cross flow
tower . Cooling tower ini menggunakan kipas
untuk mengalirkan udara sebagai pendingin. Pada mechanical draft
cooling tower air panas dari kondensor disemprotkan pada struktur kayu
yang berlapis-lapis yang disebut fill. Pada saat air mengalir
melalui fill, perpindahan panas akan terjadi dari air panas ke
udara (dibagian atas dari cooling tower ini terdapat kipas
angin/fan). Air kemudian dipompakan kembali ke kondensor.
Cooling tower jenis
ini relatif murah dan fleksibel karena kecepatan kipas angin dapat diubah-ubah
disesuaikan dengan kondisi udara luar dan beban turbin. Kelemahannya adalah
konsumsi energi untuk menggerakan kipas angin relatif besar dan biaya
perawatannya relatif tinggi. Selain itu, ada tipe lain yaitu Natural
Draught Cooling tower yang pada dasarnya bekerja dengan prinsip yang
sama dengan mechanical draft cooling tower, kecuali disini aliran
udara pendingin tidak berasal dari fan, tapi dikarenakan bentuk dan
tingginya cooling tower. Aliran bisa diatur searah maupun
berlawanan arah. Cooling tower jenis ini relatif mahal dan dan
tidak sefleksibel mechanical draft cooling tower. Salah satu
keuntungannya adalah biaya perawatannya relatif rendah.
Gambar 2.2 Cooling Tower
Prinsip Kerja Pembangkit
Listrik tenaga Panas Bumi
Gambar 2.3 Prinsip Kerja PLTP
- Uap di-supply dari sumur produksi melalui
sistem transmisi uap yang kemudian masuk ke dalam Steam Receiving
Header sebagai media pengumpul uap. Steam Receiving Header
dilengkapi dengan Rupture Disc yang berfungsi sebagai
pengaman terakhir unit .Bila terjadi tekanan berlebih (over pressure)
di dalam Steam Receiving maka uap akan dibuang melalui Vent
Structure.Vent Structure berfungsi untuk warming-up di pipe
line ketika akan start unit dan sebagai katup pengaman yang akan
membuang tekanan bila sudden trip terjadi.
- Dari Steam
Receiving Header uap kemudian dialirkan ke Separator (Cyclone
Type) yang berfungsi untuk memisahkan uap (pure steam) dari
benda-benda asing seperti partikel berat (Sodium, Potasium, Calsium,
Silika, Boron, Amonia, Fluor dll).
- Kemudian uap masuk ke Demister yang
berfungsi untuk memisahkan moisture yang terkandung dalam uap, sehingga
diharapkan uap bersih yang akan masuk ke dalam Turbin.
- Uap masuk ke dalam Turbin sehingga terjadi
konversi energi dari Energi Kalor yang terkandung dalam uap menjadi Energi
Kinetik yang diterima oleh sudu-sudu Turbin. Turbin yang dikopel dengan
generator akan menyebabkan generatkut berputar saat turbin berputar
sehingga terjadi konversi dari Energi Kinetik menjadi Energi Mekanik.
- Generator berputar menghasilkan Energi Listrik
(Electricity)
- Exhaust Steam (uap bekas) dari Turbin dikondensasikan
di dalam Condensor dengan sistem Jet Spray (Direct
Contact Condensor).
- NCG (Non Condensable Gas) yang masuk
kedalam Condensor dihisap oleh First Ejector kemudian
masuk ke Intercondensor sebagai media pendingin dan
penangkap NCG. Setelah dari Intercondensor, NCG dihisap lagi
oleh Second Ejector masuk ke dalam Aftercondensor sebagai
media pendingin dan kemudian dibuang ke atmosfir melalui Cooling
Tower.
- Dari Condensor air hasil condensasi dialirkan
oleh Main Cooling Water Pump masuk ke Cooling Tower.
Selanjutnya air hasil pendinginan dari Cooling Tower uap
kering disirkulasikan kembali ke dalam Condensor sebagai media pendingin.
- Primary Cooling System disamping sebagai
pendingin Secondary Cooling System juga mengisi air
pendingin ke Intercondensor dan Aftercondensor.
- Overflow dari Cold Basin Cooling Tower akan
ditampung untuk kepentingan Reinjection Pump.
- River Make-Up Pump beroperasi hanya
saat akan mengisi Basin Cooling Tower.
BAB III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
· Pembangkit Listrik Tenaga
Panas Bumi adalah Pembangkit Listrik (Power generator) yang menggunakan panas
bumi (Geothermal) sebagai energi penggeraknya.
· PLTP memanfaatkan uap panas
bumi sebagai pemutar generator.
· Secara singkat Prinsip kerja
PLTP :
· Panas tekanan tinggi digunakan
untuk memutar turbin muncul beda potensial menghasilkan listrik.
· Teknologi PLTP dibedakan
menjkadi 3 yaitu dry steam, flash steam, dan binary
cycle.
Kelebihan Pembangkit Listrik
Tenaga Panas Bumi
a. Bersih
PLTP tidak membakar bahan
bakar untuk menghasilkan uap panas guna memutar turbin serta menghemat
pemanfaatan bahan bakar fosil yang tidak bisa diperbaharui. Kita mengurangi
emisi yang merusak atmosfir kita.
b. Tidak boros lahan
Lokal area yang diperlukan
untuk membangun PLTP ukurannya per MW lebih kecil dibandingkan hampir semua
jenis pembangkit lain.
c. Dapat diandalkan
PLTP dirancang untuk
beroperasi 24 jam sehari sepanjang tahun. Suatu pembangkit listrik geothermal
terletak diatas sumber bahan bakarnya. Hal ini membuat resisten terhadap hambatan
penghasilan listrik yang diakibatkan oleh cuaca dan bencara alam yang bias
mengganggu transportasi bahan bakar.
d. Fleksibel
Suatu PLTP bisa memiliki
rancangan moduler, dengan tambahan dipasang sebagai peningkatan yang diperlukan
untuk memenuhi permintaan listrik yang meningkat.
e. Mengurangi pengeluaran
Uang tidak perlu dikeluarkan
untuk mengimpor bahan bakar untuk PLTP, selalu terdapat dimana pembangkit itu
berada.
f. Pembangunan
PLTP dilokasi terpencil bisa
miningkatkan standar kualitas hidup dengan cara membawa listrik ke orang yang
bertempat tinggal jauh dari sentra populasi listrik.
g.
Dengan ratifikasi “kyoto protocol” menunjukkan komitmen negara maju terkait
global warming untuk insentif atau carbon credit terhadap pembangunan ( clean
development mechanism ) berdasarkan seberapa besar pengurangan CO2 dibandingkan
dengan base line yang telah ditetapkan.
Grafik
Emisi Gas dari Bermacam-macam Pembangkit
Dari grafik diatas pembangkit
dengan bahan bakar panas bumi memiliki emisi yang paling rendah yaitu 100
kg/kWh.
4. Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
a.PLTP dibangun didaerah
lapang panas bumi dimana terdapat banyak sumber air panas atau uap yang
mengeluarkan gas H2S. Kandungan ini bersifat korosit yang menyebabkan peralatan
mesin maupun listrik berkarat.
b. Ancaman akan adanya hujan asam.
c. Penurunan stabilitas tanah
yang akan berakibat pada bahaya erosi dan akan mempengaruhi pada kegiatan
operasional.
d. Menyusut dan menurunnya
debit maupun kualitas sumber mata air tanah maupun danau-danau di sekitar area
pembangunan yang akan menyebabkan gangguan pada kehidupan biota perairan dan
menurunkan kemampuan tanah untuk menahan air.
e. Berubahnya tata guna lahan,
perubahan dan ancaman kebakaran hutan dimana diperlukan waktu antara 30-50
tahun untuk mengembalikan fungsi hutan lindung semeperti semula.
f. Terganggunya kelimpahan dan
keanekaragaman jenis biota air karena diperkirakan akan tercemar zat-zat kimia
SO2, CO2, CO, NO2 dan H2S.
3.2 Saran
Untuk pengembangan lebih lanjut maka
penulis memberikan saran yang sangat bermafaat dan dapat membantu mengembangkan
Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi untuk masa yang akan dating, yaitu :
o
Perlunya kesadaran kita terhadap pembangkit panas bumi sebagai sumber energi
listrik.
o
Memanfaatkan lingkungan yang berpotensi menghasilkan panas bumi untuk dijadikan
sebagai pembangkit listrik.
Grafik
Emisi Gas dari Bermacam-macam Pembangkit
Dari grafik diatas pembangkit
dengan bahan bakar panas bumi memiliki emisi yang paling rendah yaitu 100
kg/kWh.
4. Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
a.PLTP dibangun didaerah
lapang panas bumi dimana terdapat banyak sumber air panas atau uap yang
mengeluarkan gas H2S. Kandungan ini bersifat korosit yang menyebabkan peralatan
mesin maupun listrik berkarat.
b. Ancaman akan adanya hujan asam.
c. Penurunan stabilitas tanah
yang akan berakibat pada bahaya erosi dan akan mempengaruhi pada kegiatan
operasional.
d. Menyusut dan menurunnya
debit maupun kualitas sumber mata air tanah maupun danau-danau di sekitar area
pembangunan yang akan menyebabkan gangguan pada kehidupan biota perairan dan
menurunkan kemampuan tanah untuk menahan air.
e. Berubahnya tata guna lahan,
perubahan dan ancaman kebakaran hutan dimana diperlukan waktu antara 30-50
tahun untuk mengembalikan fungsi hutan lindung semeperti semula.
f. Terganggunya kelimpahan dan
keanekaragaman jenis biota air karena diperkirakan akan tercemar zat-zat kimia
SO2, CO2, CO, NO2 dan H2S.
DAFTAR PUSTAKA