Tugas Operasi Sistem Energi II

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

'#(



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.



)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



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.

http://benergi.com/macam-macam-sumber-energi-terbarukan-dan-tak-terbarukan


http://benergi.com/manfaat-energi-panas-bumi-sebagai-sumber-energi-alternatif

http://benergi.com/manfaat-energi-panas-bumi-sebagai-sumber-energi-alternatif





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



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



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



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.


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



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



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.


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

http://tech.dbagus.com/beginilah-cara-kerja-pembangkit-listrik-tenaga-surya

https://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-surya/

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-9447-2207201007-BAB1.pdf

http://sidqioe.blogspot.co.id/2014/05/kekurangan-dan-kelebihan-plta.html

http://tech.dbagus.com/beginilah-cara-kerja-pembangkit-listrik-tenaga-surya

https://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-surya/

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-9447-2207201007-BAB1.pdf

http://sidqioe.blogspot.co.id/2014/05/kekurangan-dan-kelebihan-plta.html

Tugas Operasi Sistem Energi II

Documents

Transcript of Tugas Operasi Sistem Energi II