5
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Potensi Sumber Energi Terbarukan
Energi adalah hal yang sangat krusial pada saat ini karena energi diperlukan di dalam setiap aspek kehidupan. Salah satu negara yang memiliki
potensi dalam hal energi terbarukan renewable energy adalah Indonesia. Namun, hal tersebut kurang dimanfaatkan dengan baik sejauh ini oleh pemerintah
disebabkan minimnya pengembangan dan pemanfaatan pada energi terbarukan. Sumber energi terbarukan, yaitu energi yang prosesnya berkelanjutan jika dikelola
dengan baik dan tidak akan habis secara alami yang biasa disebut dengan energi berkelanjutan sustainable energy [1].
Tabel 2.1 Potensi Sumber Energi Terbarukan di Indonesia [2] No.
Jenis Energi Potensi
Pemanfaatan MW
MW
1. Tenaga Air
75.670 4.200
5,55 2.
Panas Bumi 27.510
1.189 4,32
3. Mikro Hidro
500 86
17,22 4.
Biomassa 49.800
445 0,89
5. Energi Angin
9.290 1,12
0,01 6.
Energi Surya 4,8
12,1 -
Universitas Sumatera Utara
6
7. Gelombang
10-35 -
-
Total 162.770
5.921 3,64
Keterangan : kWhm
2
hari MW per km coast length
Dewan Riset Nasional, 2010
2.2 Sumber Energi Biomassa
Biomassa merupakan salah satu dari bentuk energi yang terbarukan karena diperoleh dari sumber-sumber yang dapat diproduksi lagi dimana sumber utama
biomassa tersebut berlimpah di alam dan dapat terus tumbuh dimana limbahnya tersedia secara terus-menerus proses berkesinambungan.
2.2.1. Sumber Energi Biomassa Sawit
Fiber dan cangkang kelapa sawit merupakan limbah padat yang dihasilkan oleh pabrik kelapa sawit dan abu hasil pembakaran bahan bakar adalah hasil
sampingan dari limbah padat lainnya. Pada saat ini pemanfaatan limbah biomassa adalah untuk memenuhi energi pengolahan minyak kelapa sawit melalui
pembakaran langsung fiber dan cangkang.
Cangkang dan fiber tersebut memiliki kandungan nilai kalori 2.770,544 kkal dan 3.881,15 kkal yang cukup tinggi seperti pada Tabel 2.2 sehingga dapat
digunakan sebagai bahan bakar PLTU.
Universitas Sumatera Utara
7
Tabel 2.2 Potensi Bahan Bakar yang Dihasilkan PKS SOGM dengan Kapasitas 60 TonJam
Sumber Tabel : PT. Perkebunan Minanga Ogan, Palm Oil Management Nut Kernel Station
1 Kg fiber = 11.600 kJ = 2.770,544 kkal
1 Kg cangkang sawit = 16.250 kJ = 3.881,15 kkal
Dimana James Prescott Joule pada tahun 1914 [3] : 1 kalori
= 4,186 joule 1 kkal
= 4186,8 J 1 kkal
= 1,163 x 10
-3
kWh 1 joule
= 2,389 x 10
-4
kkal 1 kjoule
= 0,23884 kkal 1 joule
= 2,778 x 10
-7
kWh 1 joule
= 1 watt = 1 detik Nm 1 kWh
= 3,6 x 10
6
joule 1 kWh
= 859,9 kkal
Bahan Bakar Quantity
Nilai Kalor
Fibre 12
7.200 KgJam 11.600 kJKg
Shell 6
3.600 KgJam 16.250 kJKg
Universitas Sumatera Utara
8
2.3 Prinsip Dasar PLTU
PLTU adalah jenis pembangkit listrik tenaga thermal yang banyak digunakan karena efisiensinya tinggi sehingga menghasilkan energi listrik yang
ekonomis. Energi kimia dalam bahan bakar dikonversi menjadi energi listrik pada PLTU.
Tahapan melalui proses konversi energi pada PLTU adalah : a.
Energi kimia dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam bentuk uap bertekanan dan temperatur tinggi.
b. Energi panas uap diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran.
c. Energi mekanik diubah menjadi energi listrik.
Gambar 2.1 Proses Konversi Energi pada PLTU
Sirkulasi secara tertutup fluida kerja air uap digunakan pada PLTU. Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang. Urutan
sirkulasinya secara singkat adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
9
1. Air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan pemindah
panas. Di dalam boiler air ini dipanaskan dengan panas hasil pembakaran bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap.
2. Uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu diarahkan
untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran. 3.
Generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar menghasilkan energi listrik sebagai hasil dari perputaran medan magnet dalam kumparan sehingga
ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik dari terminal output generator. 4.
Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air yang disebut air kondensat. Air
kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler
. 5.
Siklus ini berlangsung secara terus menerus dan berulang-ulang.
Gambar 2.2 Siklus Fluida Kerja Sederhana pada PLTU
Universitas Sumatera Utara
10
Siklus tertutup kerja PLTU dapat digambarkan dengan diagram T-s Temperatur-entropi yang merupakan penerapan siklus rankine ideal. Langkah-
langkah penerapannya, yaitu : 1.
a-b : Air dipompa dari tekanan P
2
menjadi P
1
. Langkah ini adalah langkah kompresi isentropis dan proses ini terjadi pada pompa air pengisi.
2. b-c : Air bertekanan ini dinaikkan temperaturnya hingga mencapai titik
didih yang terjadi di LP heater, HP heater dan economiser. 3.
c-d : Air berubah wujud menjadi uap jenuh. Langkah ini disebut vapourising penguapan dengan proses isobar isothermis dan terjadi di boiler, yaitu
di wall tube riser dan steam drum. 4.
d-e : Uap dipanaskan lebih lanjut hingga uap mencapai temperatur kerjanya menjadi uap panas lanjut superheated vapour. Langkah ini terjadi di
superheater boiler dengan proses isobar. 5.
e-f : Uap melakukan kerja sehingga tekanan dan temperaturnya turun. Langkah ini adalah langkah ekspansi isentropis dan terjadi di dalam
turbin. 6.
f-a : Pembuangan panas laten uap sehingga berubah menjadi air kondensat. Langkah ini adalah isobar isothermis dan terjadi di dalam kondensor [4].
Universitas Sumatera Utara
11
Gambar 2.3 Diagram T-s Siklus PLTU Siklus Rankine
2.4 Peralatan Utama pada PLTU
Kategori