Undangan Pembuktian dan Pltd Marlasi
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Di era modern seperti sekarang, listrik merupakan salah satu
kebutuhan yang pokok bagi kehidupan. Banyak daerah-daerah
terpencil di Indonesia yang belum mendapat pasokan energi listrik
untuk kehidupan sehari-hari. Keterbatasan pasokan listrik ini
disebabkan penggunaan listrik yang berlebihan dalam kehidupan
sehari-hari baik itu di rumah tangga, perusahaan maupun industri.
Untuk menanggulangi keterbatasan pasokan listrik ini, maka banyak
didirikan pembangkit-pembangkit listrik di Indonesia, salah satunya
adalah Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD). Pembangkit listrik
ini (PLTD) biasanya menggunakan bahan bakar minyak bumi.
Sistem penggerak yang digunakan tanpa generator. Listrik yang
dihasilkan dari pembangkit ini mengalami proses siklus energi, yaitu
dari bahan bakar (minyak bumi) menjadi energi magnet, kemudian
baru menghasilkan energi listrik. Energi arus panas yang dihasilkan
dari pembakaran bahan bakar (minyak bumi), diubah menjadi
energi mekanikal yang dapat menggerakan atau memutar
generator.
Ada beberapa faktor yang dapat di jadikan pertimbangan dalam
suatu siklus energi, seperti halnya jenis sumber energi yang akan
dipakai dalam
proses pembakaran, dan juga jenis mesin yang akan digunakan pa
da proses ini, apakah itu boiler uap atau motor diesel.
1.2.
Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan didapat dari latar
belakang masalah antara lain adalah :
Apa yang dimaksud dengan PLTD ?
Apa saja jenis-jenis mesin diesel pada PLTD ?
Apa saja komponen atau perlengkapan dan fungsinya ?
Bagaimana cara kerja PLTD ?
Apa kelebihan dan kekurangan PLTD ?
1.3.
Tujuan Makalah
Adapun tujuan dalam penulisan makalah ini adalah sebagai
berikut :
Mahasiswa mengerti apa yang dimaksud dengan PLTD
Mahasiswa mampu mengetahui jenis-jenis mesin PLTD
Mahasiswa mengerti komponen-komponen yang ada pada PLTD
beserta fungsinya
Mahasiswa mengerti dan memahami prosedur kerja PLTD
Mahasiswa mengerti kelebihan dan kekurangan PLTD
2
1.4.
Manfaat Makalah
Adapun manfaat dari penulisan ini adalah sebagai berikut :
1) Manfaat Teoritis :
Makalah ini di harapkan mampu memberikan
sumbangan teoritis terkait Pembangkit Listrik Tenaga
Diesel (PLTD) pada mahasiswa maupun khalayak
umum yang berkecimpung dalam bidang listrik
khususnya pada konsentrasi Listrik Tenaga agar lebih
memahami Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD).
2) Manfaat Praktis
Mahasiswa dapat mengetahui kegunaan PLTD dan
mampu
mengoperasikan Mesin diesel
Mahasiswa dapat mengetahui siklus usaha/kerja
mesin diesel dalam pengoperasiannya pada PLTD
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) adalah pembangkit
listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak pemula
(Prime Mover). Prime mover merupakan alat yang mempunyai fungsi
menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor
generator.
PLTD merupakan suatu instalasi pembangkit listrik yang terdiri
dari suatu unit pembangkit (SPD) dan sarana pembangkitan. Mesin
Diesel adalah penggerak utama untuk mendapatkan energi listrik yang
kemudian dikeluarkan oleh Generator . Pada mesin Diesel Energi
Bahan bakar diubah menjadi energi mekanik dengan proses
pembakaran di dalam mesin itu sendiri. Mesin Diesel pada saat ini
sudah banyak mengalami perkembangan dalam pemakaian untuk
angkutan darat dan laut, kemudian pembangkitan dalam daya kecil
dan menengah bahkan sampai daya besar sudah ada yang
menggunakannya.
Unit PLTD adalah kesatuan peralatan-peralatan utama dan alatalat bantu serta perlengkapannya yang tersusun dalam hubungan
3
kerja, membentuk sistem untuk mengubah energi yang terkandung
didalam bahan bakar minyak menjadi tenaga mekanis dengan
menggunakan mesin diesel sebagai penggerak utamanya dan
seterusnya tenaga mekanis tersebut diubah oleh generator menjadi
tenaga listrik.
PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai puluhan MW.
Jika perkembangan pemakaian tenaga listrik telah melebihi 100 MW,
penyediaan listrik yang menggunakan PLTD tidak lagi ekonomis
sehingga harus di bangun pusat listrik lain. Untuk melayani beban
PLTD dengan kapasitas di atas 100 MW akan tidak ekonomis karena
unitnya menjadi banyak, mengingat unit PLTD yang terbesar di
pasaran sekitar 12,5 MW.
Unit-unit pembangkit diesel di pasaran umumnya mempunyai
putaran (untuk frekuensi 50 Hertz) dari 300 putaran per menit sampai
dengan 1.500 putaran per menit (ppm). Dengan memperhatikan buku
petunjuk pabrik, mesin-mesin yang mempunyai nilai ppm rendah,
sampai dengan 500 ppm, dapat menggunakan bahan bakar minyak
(BBM) kualitas No. 2 yaitu Intermediate Diesel Oil (IDO) dan kualitas
No. 3 yaitu Marine Fuel Oil (MFO).
Jika memakai MFO harus di panaskan terlebih dahulu agar
tercapai viskositas yang cukup rendah. Apabila menggunakan IDO,
maka tidak perlu pemanansan terlebih dahulu.
2.1.1.
Macam-macam Bahan Bakar PLTD
2.1.1.1. Solar
Bahan bakar solar adalah bahan bakar minyak hasil sulingan dari
minyak bumi mentah bahan bakar ini berwarna kuning coklat yang
jernih.
Rentang rantai karbon : C21 sampai C30Trayek didih : 105 sampai
135°C
Peruntukan : Bahan bakar motor, bahan bakar industri.
2.1.1.2. High Speed Diesel (HSD)
Merupakan BBM jenis solar yang memiliki angka performa cetane
number 45, jenis BBM ini diperuntukkan untuk jenis kendaraan
bermotor transportasi dan mesin industri
2.1.1.3. Marine Fuel Oil (MFO)
Minyak Bakar bukan merupakan produk hasil destilasi tetapi hasil
dari jenis residu yang berwarna hitam. Minyak jenis ini memiliki
tingkat kekentalan yang tinggi. Pemakaian BBM jenis ini umumnya
untuk pembakaran langsung pada industri besar dan beberapa
penggunaan yang dari segi ekonomi lebih murah dengan
penggunaan minyak bakar.
2.1.1.2. Industrial Diesel Oil (IDO)
4
Minyak Diesel adalah hasil penyulingan minyak yang berwarna
hitam yang berbentuk cair pada temperatur rendah. Biasanya
memiliki kandungan sulfur yang rendah dan dapat diterima oleh
Medium Speed Diesel Engine di sektor industri. Oleh karena itulah,
diesel oil disebut juga Industrial Diesel Oil (IDO) atau Marine Diesel
Fuel (MDF)
2.2. Kegunaan
dan
Faktor-faktor
Pertimbangan
Pemilihan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) biasanya digunakan
untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama
di daerah-daerah yang terpencil atau untuk listrik pedesaan dan bisa
juga digunakan untuk memasok kebutuhan listrik di suatu pabrik atau
industri.
PLTD cocok untuk lokasi dimana pengeluaran bahan bakar
rendah, persediaan air terbatas, minyak sangat murah dibandingkan
dengan batubara dan semua beban besarnya adalah seperti yang
dapat ditagani oleh mesin pembangkit dalam kapasitas kecil, serta
dapat berfungsi dalam waktu yang singkat.
Kegunaan utama PLTD adalah penyedia daya listrik yang dapat
berfungsi untuk :
- Pusat pembangkitan
- Cadangan (Stand by plant)
- Beban puncak
- Cadangan untuk keadaan darurat (emergency)
Faktor-faktor yang merupakan pertimbangan piihan sesuai untuk
PLTD antara lain :
- Jarak dari beban dekat
- Persediaan areal tanah dan air
- Pondasi
- Pengangkutan bahan bakar
-
Kebisingan dan kesulitan lingkungan
2.3. Jenis-jenis Mesin Diesel
2.3.1.
Mesin Diesel 2 Langkah
5
Mesin diesel 2 langkah adalah mesin yang setiap
langkahnya terjadi satu kali langkah bertenaga dengan dorongan
gas hasil ledakan/pembakaran. Secara teoritis mesin 2 Langkah
dengan dimensi dan jumlah putaran per detik yang sama seperti
pada mesin 4 langkah, maka mesin 2 langkah ini akan
menghasilkan daya 2 kali lebih besar. Namun dalam praktik,
angka 2 kali lebih besar untuk daya yang di dapat pada mesin
diesel 2 langkah tidak tercapai (hanya sekitar 1,8 kali). Hal ini
disebabkan karena pembilasan ruang bakar silinder mesin diesel
2 langkah tidak sebersih pada mesin diesel 4 langkah sehingga
proses pembakarannya tidak sempurna seperti pada mesin
diesel 4 langkah. Maka efsiensi mesin 2 langkah ini tidak sebaik
efsiensi pada mesin diesel 4 langkah.Pada pemakaian bensinnya
pun lebih boraos dibanding mesin diesel 4 langkah. Mesin 2
langkah ini biasanya lebih cocok digunakan pada keperluan yang
memerlukan penghematan ruangan, seperti pada lokomotif
kereta api atau pada kapal laut.
Adapun Cara kerja dari mesin diesel 2 langkah ini adalah
sebagai berikut :
1. Langkah 1A Charging
Pada permulaan gerakan,
piston akan bergerak keatas
sedangkan P dan E dalam
keadaan terbuka. Udara
bertekanan dari karter akan
masuk ke silinder dan meniup
sisa gas pembakaran melalui
E.
Gambar 1.1
2. Langkah 1B Compression
Piston akan bergerak ke atas, P dan
E dalam keadaan tertutup oleh
dinding piston. Udara bersih yang
berada dalam silinder akan
6
dimampatkan. Kemudian bahan bakar disemprotkan dan akan
terjadi ledakan.
Gambar 1.2
3. Langkah 2A Combustion
Piston akan bergerak ke bawah
dengan dorongan gas yang
diledakkan
Gambar 1.3
4. Langkah 2B Exhaust
Pada bagian akhir gerakan, piston
akan bergerak ke bawah dimana E
sudah terbuka sehingga gas hasil
pembakaran mulai keluar karena
efek dari aktiftas pemompaan.
Gambar 1.4
2.3.2.
Mesin Diesel 4 Langkah
Mesin diesel 4 langkah merupakan mesin yang setiap 4
langkah terjadi satu kali langkah bertenaga dengan dorongan
gas hasil pembakaran/ledakan. Atau dengan kata lain prinsip
kerja mesin diesel 4 langkah adalah proses kerja mesin untuk
menghasilkan 1 kali pembakaran (usaha/kerja) torak bergerak 4
kali. Gerakan torak yang menghasilkan kerja atau usaha
berlangsung secara berurutan dan terus menerus maka kegiatan
untu menghasilkan kerja/usaha tersebut disebut siklus. Proses
pembakaran pada mesin diesel 4 langkah lebih sempurna
daripada mesin 2 langkah, karena pada proses pembilasan ruang
bakar di silinder mesinnya bersih. Pada mesin diesel 4 langkah
pemakaian bahan bakarnya lebih hemat dan masalah ruangan
pun tidak menjadi soal.
Cara kerja mesin diesel 4 langkah adalah sebagai berikut:
1.
Langkah Isap
Pada langkah ini piston
bergerak dari TMA (Titik
Mati Atas) ke TMB ( Titik
Mati Bawah ).
7
Saat piston bergerak ke bawah katup isap terbuka yang
menyebabkan ruang didalam silinder menjadi vakum,
sehingga udara murni langsung masuk ke ruang silinder
melalui flter udara.
Gambar 2.1
2. Langkah Kompresi
Pada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju TMA dan
kedua katup tertutup.Karena udara yang berada di dalam
silinder didesak terus oleh piston, menyebabkan terjadi
kenaikan tekanan dan temperatur, sehingga udara di dalam
silinder menjadi sangat
panas.Beberapa derajat
sebelum piston mencapai
TMA, bahan bakar di
semprotkan ke ruang
bakar oleh injector yang
berbentuk kabut.
Gambar 2.2
3.
Langkah Usaha
Pada langkah ini
kedua katup masih
tertutup, akibat
semprotan bahan
bakar di ruang
bakar akan
menyebabkan
terjadi ledakan
pembakaran yang
akan meningkatkan suhu dan tekanan di ruang bakar.
Tekanan yang
Gambar 2.3
bawah yang menyebkan terjadi gaya aksial. Gaya aksial ini dirubah dan
diteruskan oleh poros engkol menjadi gaya radial (putar).
4. Langkah Buang
Pada langkah ini, gaya yang masih terjadi di fywhell akan
menaikkan kembali piston dari TMB ke TMA, bersamaan itu
juga katup buang terbuka sehingga udara sisa pembakaran
akan di dorong keluar dari ruang silinder menuju exhaust
manifold. Begitu
seterusnya sehingga
terjadi siklus pergerakan
piston yang tidak
berhenti. Siklus ini tidak
akan berhenti selama
faktor yang mendukung
siklus tersebut tidak ada
yang terputus.
Gambar 2.4
8
2.4. Jenis-jenis Mesin Injeksi Pada Mesin Diesel
Electronic Petrol Injection (EPI) atau juga disebut Eletronic Fuel
Injection (EFI) adalah teknologi pengontrolan penginjeksian bahan
bakar yang berkembang saat ini pada mesin bensin menggantikan
karburator. Umumnya system EPI/EFI terbagi atas 2 jenis yaitu
berdasarkan jumlah injectornya dan berdasarkan penempatan
injectornya.
2.4.1. Berdasarkan jumlah injectornya mesin EPI atau EFI
terdiri dari:
A. Single Point Injection (SPI)
Single Point Injection (SPI) atau biasa disebut Throttle
Body Injection (TBI) atau Central Fuel Injection System: yaitu
hanya menggunakan
satu Fuel Injector
untuk beberapa
Cylinder. Injektornya
dipasang sebelum
saluran isap yaitu di
atas katup
throttle.Prinsip
kerjanya satu injektor
memasok bensin untuk
keperluan beberapa
silinder sekaligus.
Gambar 3.1
B. Multi Point Fuel Injection (MPI).
Multi Point Fuel Injection (MPI) disebut juga port fuel
injection (PFI), menempatkan injektor di atas lubang isap
(intake port). Setiap
silinder memiliki satu
injektor. Jadi, bila mesin
terdiri dari 4 silinder
berarti ada 4 injektor
yang menyuplai bensin.
Konstruksi multi point
fuel injection dapat
dilihat pada gambar
dibawah ini .
Gambar 3.2
Teknologi injeksi MPI memiliki kelebihan dibandingkan dengan
SPI antara lain :
1. Distribusi campuran udara-bahan bakarnya lebih seragam
untuk masing-masing silinder.
9
2. Respons terhadap perubahan posisi throttle pun lebih
cepat.
3. Lebih akurat dalam mengatur jumlah bahan bakar yang
diinjeksikan sesuai dengan kondisi operasi.
C. Gasoline Direct injection (GDI)
GDI yaitu Injector berada di
dalam ruang bakar, sehingga
bensin disemprotkan langsung
ke ruang bakar tanpa harus
melalui Intake Valve. Teknologi
ini masih mahal, karena material
Fuel Injector Nozzle harus tahan
pada suhu tinggi di ruang bakar.
Untuk lebih memperjelas posisi
dari ketiga jenis posisi
penempatan injektor, seperti
gambar disamping
Gambar 3.3
2.4.2.
Berdasarkan Penyalaan Bahan Bakar
A. Indirect Injection
Yaitu system penyemprotan bahan
bakar ke intake manifold seperti yang
digunakan pada system penginjeksian
mesin bensin, bensin disemprotkan
tidak langsung ke dalam ruang bakar.
Gambar 3.4
B. Direct Injection
Yaitu system penyemprotan bahan bakar langsung ke dalam
ruang bakar.Injectornya
berada di dalam ruang bakar,
sehingga bensin
disemprotkan langsung ke
ruang bakar tanpa harus
10
melalui Intake Valve. Teknologi ini masih mahal, karena
material Fuel Injector Nozzle harus tahan pada suhu tinggi di
ruang bakar.
Gambar 3.5
2.5. Komponen Perlengkapan PLTD Dan Fungsinya
Bagian-bagian utama PLTD adalah Kepala silinder (cylinder
head), Blok mesin (engine block), Karter (carter/oil pan), dan
generator. Mesin diesel berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang
dipergunakan untuk memutar rotor generator.
Adapun bagian-bagian mesin pada PLTD secara garis besar
adalah sebagai berikut :
2.5.1. Cylinder head (kepala silinder)
Fungsi :
1. Penutup Silinder
2. Menempatkan Rocker Arm
3. Menempatkan Valve Starting
( Katup Start )
4. Tempat Saluran Udara Masuk dan
Gambar 4.1
Buang.
Gas
5. Menempatkan Injector
6. Menempatkan Katub
A. Komponen yang terdapat pada kepala silinder
1. Injector ( Pengabut ) :
Gambar 4.2
Fungsi :Mengabutkan bahan bakar/ menyemburkan bahan
bakar.
2. Rocker Arm ( Pelatuk )
Fungsi : Untuk
Menggerakkan Katup
Buang dan Katup
Isap.
11
Gambar 4.3
3. Valve ( Katup )
Gambar 4.4
Fungsi :
Menutup dan membuka saluran udara masuk dan
saluran gas buang.
Kontruksi Katup :
Sudut Bidang Kontak : 300 dan 450 .
Tanpa Rotator dan dengan Rotator.
4. Starting Valve
Fungsi : Membuka dan menutup saluran udara start mesin.
2.5.2.
Piston dan Connecting Rod
1. Piston ( Torak )
Gambar 4.5
Fungsi :
Merapatkan Ruang Bakar
Menerima Tekanan Pembakaran
Menyerap Panas Hasil Pembakaran
Meneruskan Tekanan Hasil Pembakaran
Meneruskan Panas pembakaran ke liner
2. Piston Ring ( Ring Torak )
Gambar
4.6
Fungsi :
Merapatkan
torak dan liner
Memindahkan panas torak ke liner
Mencegah kebocoran tekanan diatas torak
3. Piston Pin ( Pena Torak )
12
Gambar 4.7
Fungsi : Pena penghubung batang torak dengan torak
4. Connecting Rod ( Batang Torak )
Gambar 4.8
Fungsi :
Meneruskan tekanan torak keporos engkol.
Meneruskan putaran poros engkol ke torak.
2.5.3.
Cylinder Liner & Engine Block
A. ( Silinder & Rangka Mesin )
1. Cylinder Liner ( Silinder )
Gambar 4.9
Fungsi :
Tempat terjadinya pembakaran
Tempat pergerakkan torak
Penghantar panas hasil pembakaran
2. Liner ( Silinder )
Liner basah( wet type) :
Pada silinder blok tipe ini letak water jacket berhubungan
langsung dengan liner. Water jacket adalah ruang pada
blok yang berisi air pendingin dari radiator. Hal ini
membuat liner pada silinder blok tidak cepat panas.
Sementara liner itu sendiri adalah sebuah tabung tempat
piston melakukan gerakan naik turun.
Liner bersinggungan langsung dengan air pendingin
mesin.
Antara liner dengan mesin menggunakan penyekat
karet.
Tingkat korosi liner lebih tinggi
Liner kering (dry tipe) :
Pada silinder blok tipe ini letak water jacket tidak
berhubungan langsung dengan liner . Hal ini membuat liner
cepat panas pada saat mesin hidup.
Liner tidak bersinggungan langsung dengan air
pendingin mesin
Pemasangan liner lebih sulit
Liner lebih tahan korosi
13
3. Engine Block ( Blok Mesin )
Fungsi :
Tempat kedudukan liner dan poros engkol
Tempat komponen disatukan
Rangka Utama Mesin
Gambar 4.10
4. Frame ( Rangka )
Fungsi :
Rangka mesin adalah badan induk untuk mendukung
semua bagian-bagian mesin yang harus dapat menahan
lendutan atau lengkungan akibat berat beban komponen
mesin.
2.5.4.
Crank Shaft Dan Cam Shaft
A. Crank Shaft ( Poros Engkol )
Gambar
4.11
Fungsi :
Merubah gerak lurus menjadi gerak bolak-balik atau
sebaliknya.
Tempat bertumpunya batang torak.
B. Cam Shaft ( Poros Bubungan )
Gambar 4.12
2.5.5.
Fungsi :
Merubah gerak putar menjadi gerak lurus
Mengatur dan buka tutup katup
Penggerak pompa pengabutan bahan bakar.
Bearing ( Bantalan )
14
Gambar 4.13
Fungsi :
Pelapis gerakan logam keras dengan logam keras
Memudahkan pemeliharaan komponen mesin yang bergerak
Memperkecil biaya pemeliharaan komponen mesin yang
bergerak
Mencegah komponen utamma yang bergesekan cepat rusak
2.5.6.
Transmision Gear ( Roda Gigi Pengatur )
Fungsi :
Mengatur pergerakan membuka dan menutup katub.
Mengatur pergerakan pompa injeksi bahan bakar
Mengatur penyesuaian pergerakan langkah torak dengan
pompa injeksi bahan, pergerakan membuka dan menutup
katub
Menghubungkan putaran poros engkol dengan komponen
yang memerlukan gerak putar
Gambar 4.14
2.5.7.
Bed Plate ( Lantai Mesin )
Fungsi :
Sebagai penyangga utama seluruh
bagian mesin dan generator untuk
memudahkan penempatan mesin
dan generator.
Gambar 4.15
2.5.8.
Peralatan Tambahan
(Alat Bantu) Pada Instalasi Mesin Diesel (PLTD)
1. Camshaft untuk mengatur gerakan membukanya katup,
mengatur pemompaan bahan bakar ke injector oleh pompa
injeksi.
15
2. Pompa injeksi (injection pump) untuk memberikan tekanan
pada solar yang akan diinjeksikan/disemprotkan oleh nozel.
3. Turbocharger untuk menaikkan daya mesin dengan
meniupkan udara ke dalam silinder dan mengeluarkan udara/
gas buang ke cerobong buang.
4. Governor untuk mengatur putaran motor dengan cara
mengatur volume bahan bakar yang disemprotkan.
5. Saringan (flter) :
a. Membersihkan oil dari kotoran-kotoran berupa karbon dan
serbuk-serbuk lagom yaitu terjadi pada glacier. Dimana
glacier ini berfungsi untuk membersihkan oli dari serbukserbuk logam yang tercampur pada oil.
b. Memisahkan air yang terbawa dalam aliran oil yaitu terjadi
pada purifier. Dimana purifier ini berfungsi untuk
memisahkan oil dan air yang tercampur.
2.6. Komponen-komponen Penting Mesin PLTD
1. Mesin / motor
Merupakan komponen dasar dari mesin yang memperkuat daya.
Mesin tersebut dirangkai dikopel langsung dengan generator.
2. Sistem Bahan Bakar (Fuel System)
Termasuk tangki bahan bakar, pompa pemindah bahan bakar,
saringan alat pemanas dan sambungan pipa kerja. Pompa pemindah
bahn bakar membutuhkan pemindahan bahan bakar dari ujung
perantara ke tangki penyimpan dan dari tangki penyimpan ke
mesin. Saringan membutuhkan jaminan kebersihan bahan bakar.
Alat pemanas untuk minyak diperlukan untuk lokasi yang
mempunyai temperature yang dingin yang menganggu aliran fuida.
3. Sistem Udara Masuk
Termasuk saringan udara, saluran pompa kompresor (bagian
integral dari mesin). Kegunaan saringan udara adalah untuk
membersihkan debu dari udara yang disuplai ke mesin, juga semua
ini dapat menimbulkan kenaikan daya keluaran.
4. Sistem Pembuangan Gas
Termasuk peredam dan penyambungan saluran. Temperatur
pembuangan gas panasnya cukup tinggi, gas ini merupakan
pemanas minyak atau persediaan udara pada mesin. Peredam
mengurangi kegaduhan suara.
5. Sistem Pendinginan (Cooler System)
Termasuk pompa-pompa pendingin, menara pendingin, perawatan
air atau mesin penyaring dan sambungan pipa kerja. Kegunaan
system pendinginan adalah untuk meningkatkan panas dari mesin
silinder yang menyimpan temperature sislinder dalam tempat yang
aman. Pompa mengedarkan air melewati silinder dan kepala
selubung mengangkut panas. Sistem pendinginan membutuhkan
sumber air, sebuah pompa dan tempat untuk pembuangan air
panas, penyebaran air oleh mesin pendingin ini seperti dalam alat
16
radiator, pendingin uap, menara pendingin, penyemprot dan
sebagainya.
6. Sistem Pelumasan (lube oil system)
Termasuk pompa minyak pelumas, tangki minyak, penyaring,
pendingin, alat pembersih dan sambungan pipa kerja. Fungsi sistem
pelumasan yaitu untuk mengurangi pergeseran dari bagian yang
bergerak dan mengurangi pemakaian dan sobekan bagian-bagian
mesin.
7. Sistem Penggerak Mula
Termasuk aki, tangki hampa udara, starter sendiri dan sebagainya.
Fungsi sistem penggerak mula adalah menjalankan mesin. Sistem
ini memungkinkan mesin pada awalnya berputar dan berjalan
sampai terjadi pembakaran dan unit meninggalkannya untuk
memperoleh daya.
2.7. Cara Kerja PLTD
Gambar 5.1
Keterangan
17
1. Tangki penyimpanan bahan bakar.
pembuangan
2. Penyaring bahan bakar
gas.
7. Penyaring gas
8. Tempat pembuangan
3. Tangki penyimpanan bahan bakar sementara
4. Pengabut
5. Mesin diesel.
transmisi
9. Generator
10. Trafo
11. Saluran
6. Turbo charger.
Prinsip Kerja
Bahan bakar didalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan
kedalam tanki penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring
terlebih dahulu. Kemudian disimpan didalam tangki penyimpanan
sementara (daily tank). Jika bahan bakar adalah bahan bakar
minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke
Pengabut (nozzel), disini bahan bakar dinaikan temperaturnya
hingga manjadi kabut. Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan
bakar gas (BBG) maka dari dari daily tank dipompakan ke
convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya.
Menggunakan kompresor udara bersih dimasukan kedalam tangki
udara start melalui saluran masuk (intake manifold) kemudian
dialirkan ke turbocharger. Didalam turbocharger tekanan dan
temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang dialirkan
pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C.
Udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan
kedalam ruang bakar (combustion chamber).
Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk
BBM) kemudian diinjeksikan kedalam ruang bakar (combustion
chamber)
Didalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses
kerjanya berdasarkan udara murni yang dimanfaatkan di dalam
silinder pada tekanan yang tinggi (35 – 50 atm), sehingga
temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar
disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan
tinggi melebihi titik nyala bahan bakar sehingga akan enyala secara
otomatis yang menimbulkan ledakan bahan bakar.
Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang
kemudian pada poros engkol dirubah menjadi energi mekanis.
Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan
mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol
menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolakbalik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akandiubah menjadi
gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak
18
rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak
pada langkah kompresi.
Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros
rotor generator. Oleh generator energi mekanis ini dirubah menjadi
energi listrik sehingga terjadi gaya geral listrik (ggl).
Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya
menggunakan trafo step up agar energi listrik yang dihasilkan
sampai kebeban.Prinsip kerja trafo berdasarkan hukum ampere dan
hukum faraday yaitu arus listrik dapat menimbulkan medan magnet
dan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Jika pada salah
satu sisi kumparan pada trafo dialiri arus bolak-balik maka timbul
garis gaya magnet berubah-ubah pada kumparan terjadi induksi.
Kumparan sekunder satu inti dengan kumparan primer akan
menerima garis gaya magnet dari primer yang besarnya berubahubah pula, maka di sisi sekunder juga timbul induksi, akibatnya
antara dua ujung kumparan terdapat beda tegangan.
Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan dikirim
kebeban. Disisi beban tegangan listrik diturunkan kembali
menggunakan trafo step down (jumlah lilitan sisi primer lebih
banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder).
2.8. Keunggulan dan Kekurangan PLTD
2.8.1.
2.8.2.
-
Keunggulan PLTD
Sistem bahan bakar sederhana.
Bisa ditempatkan dekat dengan pusat beban.
Bisa distart dengan mudah dan cepat dan dibebani dalam
waktu singkat.
Tidak memerlukan air pendingin yang banyak.
Dimensi PLTD lebih kecil dibanding PLTU untuk kapasitas yang
sama.
Cara pengoprasian mudah dan memerlukan operator yang
sedikit.
Effisiensi termal PLTD lebih besar dibanding PLTU untuk
kapasitas yang sama
Dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih
tersediannya bahan bakar.
Dalam operasinya tidak bergantung pada alam seperti halnya
PLTA.
Investasi awal pembangunan PLTD relatif murah dibanding
pembangkit listrik lain.
Kekurangan PLTD
Ongkos bahan bakarnya (solar) tergolong mahal dan
bergantung dengan perubahan harga minyak dunia yang
cenderung meningkat dari tahun ke tahun.
Menimbulkan polusi udara yang ditimbulkan dari pembakaran
bahan bakar konvensional yang kadang kurang sempurna.
Memerlukan pemeliharaan rutin.
19
-
Sistem operasi tidak efsien bahkan tergolong boros pada
kondisi beban rendah.
Biaya pelumas tinggi.
Tidak bisa dibebani overload pada waktu yang panjang.
Kapasitas PLTD kecil.
BAB III
PEMBAHASAN HASIL
3.1. Pembahasan dan teori penulis
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) adalah pembangkit
listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak pemula
(Prime Mover). Prime mover merupakan alat yang mempunyai fungsi
menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor
generator. Pada mesin diesel, energi bahan bakar diubah menjadi
energi mekanik dengan proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri.
20
PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai dengan
puluhan MW. Jika perkembangan pemakaian tenaga listrik telah
melebihi 100 MW, penyediaan listrik yang menggunakan PLTD tidak
lagi ekonomis sehingga harus di bangun pusat listrik lain. Unit PLTD
yang terbesar di pasaran adalah 12,5 MW. Unit-unit pembangkit diesel
di pasaran umumnya mempunyai putaran (untuk frekuensi 50 Hertz)
dari 300 putaran per menit sampai dengan 1.500 putaran per menit
(ppm). Mesin-mesin yang mempunyai nilai ppm rendah, sampai
dengan 500 ppm, dapat menggunakan bahan bakar minyak (BBM)
kualitas No. 2 yaitu Intermediate Diesel Oil (IDO) dan kualitas No. 3
yaitu Marine Fuel Oil (MFO). Jika memakai MFO harus di panaskan
terlebih dahulu agar tercapai viskositas yang cukup rendah. Apabila
menggunakan IDO, maka tidak perlu pemanansan terlebih dahulu.
Mesin diesel dengan ppm di atas 500 ppm harus menggunakan BBM
kualitas No. 1 yaitu High Speed Oil (HSO).
Dalam Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) umumnya
terdapat 2 jenis mesin diesel yang di gunakan yaitu mesin 2 langkah
dan mesin 4 langkah. Namun pada kenyataannya pada PLTD mesin
yang di gunakan adalah mesin 4 langkah, karena pada proses kerja
mesin ini untuk menghasilkan 1 kali pembakaran (usaha/kerja) torak
bergerak 4 kali. Pada mesin 4 langkah pemakaian bahan bakarnya
lebih hemat dan masalah ruangan pun tidak menjadi soal, proses
pembakaran pun lebih sempurna di banding dengan mesin diesel 2
langkah.
Bagian-bagian utama PLTD adalah Kepala silinder (cylinder
head), Blok mesin (engine block), Karter (carter/oil pan), dan
generator. Mesin diesel berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang
dipergunakan untuk memutar rotor generator. Adapun peralatan
tambahan pada instalasi mesin diesel adalah Camshaft, Pompa injeksi,
Turbocharger, Governor, Saringan (flter).
Komponen-komponen penting mesin yang ada di PLTD
diantaranya adalah mesin motor, sistem bahan bakar, sistem udara
masuk, sistem pembuangan gas, sistem pendingin, sistem pelumasan,
sistem penggerak mula. Ketujuh komponen ini harus selalu ada dan
tidak boleh kurang satupun pada Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
(PLTD).
Secara umum proses kerja dari PLTD adalah pertama pada saat
mesin di starter, dinamo starter akan menyalakan mesin. Solar
mengalir ke mesin. Mesin juga menghisap oksigen untuk melakukan
pembakaran. Solar dan oksigen masuk ke engine block.
Di dalam engine block terdapat piston atau silinder. piston ini
berada di dalam engine block dan terdapat sebuah ruangan berbenttuk
tabung di dalam engine block sebagai tempat piston ini bekerja. Di
dalam ruangan ini terdapat 2 valve atau katup untuk membuka dan
menutup. Cara kerja mesin diesel ini terdapat 4 tahap yaitu intake,
pencampuran, peledakan, dan exhaust.
Pada saat salah satu katup membuka, mesin mengisap udara,
lalu masuk tahap pencampuran antara udara dan solar dan akhirnya
menghasilkan energi yang membuat piston naik. setelah itu katup
21
satunya membuka dan masuk ke tahap pembuangan atau exhaust.
Kejadian ini terjadi berulang kali secara cepat. Prinsipnya seperti cara
kerja mesin mobil.
Di bawah piston dipasang pipa panjang yang disebut crankshaft.
Jika piston bergerak maka crankshaft juga bergerak. Kemudian
crankshaft ini disambungkan ke generator. Di dalam generator tedapat
magnet. Disekeliling magnet terdapat kumparan. Pada saat pipa
ini bergerak, magnet ikut berputar dan bergesekan dengan kumparan.
Gesekan antara magnet dan kumparan membuat terjadinya energi
listrik. Listrik ini kemudian disambung ke trafo trafo untuk penyaluran
energi ke rumah-rumah.
3.2. Interpretasi
Dari hasil pembahasan di atas penulis memahami bahwa
PLTD sendiri mempunyai kelebihan dan kekurangan seperti
halnya pada pembangkit-pembangkit lain. Kelebihannya antara
lain dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih
tersediannya bahan bakar, dalam operasinya tidak bergantung
pada alam seperti halnya PLTA, investasi awal pembangunan
PLTD relatif murah dibanding pembangkit listrik lain.
Sedangkan kekurangannya adalah Ongkos bahan bakarnya
tergolong mahal dan bergantung dengan perubahan harga
minyak dunia yang cenderung meningkat dari tahun ke tahun,
menimbulkan polusi udara yang ditimbulkan dari pembakaran
bahan bakar konvensional yang kadang kurang sempurna,
memerlukan pemeliharaan rutin, sistem operasi tidak efsien
bahkan tergolong boros pada kondisi beban rendah.
BAB IV
PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Dari kajian teori diatas dapat di simpulkan bahwa :
22
1. Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ialah Pembangkit listrik yang
menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime
mover)
2. PLTD bekerja menggunakan Mesin Diesel sebagai Prime
Movernya yang menghasilkan energi mekanik yang kemudian
diubah oleh generator menjadi energi listrik.
3. Komponen Utama PLTD adalah Generator dan Mesin Diesel
sebagai prime mover. Sedangkan peralatan/ perlengkapan yang
dibutuhkan pada PLTD adalah:
Tangki penyimpanan bahan baker.
Penyaring bahan bakar.
Tangki penyimpanan bahan bakar sementara (bahan bakar
yang disaring
Pengabut.
Mesin diesel.
Turbo charger.
Penyaring gas pembuangan.
Tempat pembuangan gas (bahan bakar yang disaring).
Generator.
Trafo
Saluran transmisi
4. PLTD memiliki keunggulan dan kelemahan sebagai berikut :
Keunggulan:
1. Plan lay out sederhana.
2. Sistem bahan bakar sederhana.
3. Bisa ditempatkan dekat dengan pusat beban.
4. Bisa distart dengan mudah dan cepat dan dibebani dalam waktu
singkat.
5. Tidak ada stand-by losses.
6. Tidak memerlukan air pendingin yang banyak.
7. Dimensi PLTD lebih kecil dibanding PLTU untuk kapasitas yang
sama.
8. Cara pengoprasian mudah dan memerlukan operator yang
sedikit.
9. Effisiensi termal PLTD lebih besar dibanding PLTU untuk
kapasitas yang sama.
Kelemahan:
1. Harga bahan bakar mahal (BBG dan BBM).
2. Biaya pelumas tinggi.
3. Tidak bisa dibebani overload pada waktu yang panjang.
Kapasitas PLTD kecil.
4.2. Implikasi
Penggunaan pembangkit listrik tenaga diesel mempunyai
hubungan erat dengan sumber daya alam khusus nya bahan
bakar minyak, oleh sebab itu penghematan bahan bakar minyak
23
harus di lakukan agar kelangsungan operasi pembangkit listrik
tenaga diesel berjalan.
4.3. Saran
Pada penggunaan PLTD alangkah baiknya menggunakan
bahan bakar dari gas atau menggunakan biogas karena ramah
lingkungan dan dari segi pembakarannya lebih sempurna. Di sisi
lain karena pasokan BBM dari tahun ke tahun semakin
berkurang. Selain dari penggunaan biogas, model yang dipakai
juga harus yang memiliki keuntungan murah secara ekonomis
yaitu dengan menggunakan model Combustion Air Gas
Integration. Model ini bekerja dengan mencampur udara-bahan
bakar gas sebelum memasuki saluran isap atau sebelum
memasuki kompresor-turbocharger apabila mesin diesel yang
digunakan adalah Turbocharged system. Model ini tergolong
model yang murah karena tidak menggunakan injector maupun
pompa bertekanan tinggi, tidak membutuhkan model yang rumit
sehingga apabila suplai gas habis atau tersendat system akan
langsung bekerja dengan 100% bahan bakar diesel.
DAFTAR PUSTAKA
DR. Suyitno M, M.Pd., 2011, Pembangkit Energi Listrik, Jakarta: Rineka Cipta
24
Ir. Djiteng Marsudi, 2005, Pembangkitan Energi Listrik, Jakarta: Erlangga
Ir. Sulasno, 1990, Pusat Pembangkit Tenaga Listrik, Semarang: Satya Wacana
DR. Parsa I Made, M.Pd., 2012, Teknik Pembangkit Energi Listrik, kupang, Bahan Ajar
http://irhamninuhardindm.blogspot.com/2011/11/pembangkit-listrik-tenaga-diesel.html
http://elektrojiwaku.blogspot.com/2011/04/pembangkit-listrik-tenaga-diesel-pltd.html
http://carapedia.com/kerja_diesel_info2560.html
http://eki.blog.ittelkom.ac.id/blog/2011/10/12/821/
http://otoboysworld.blogspot.com/2012/09/jenis-mesin-injeksi-mesin-diesel.html
http://armiyudha.blogspot.com/2012/05/komponen-utama-pltd.html
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Di era modern seperti sekarang, listrik merupakan salah satu
kebutuhan yang pokok bagi kehidupan. Banyak daerah-daerah
terpencil di Indonesia yang belum mendapat pasokan energi listrik
untuk kehidupan sehari-hari. Keterbatasan pasokan listrik ini
disebabkan penggunaan listrik yang berlebihan dalam kehidupan
sehari-hari baik itu di rumah tangga, perusahaan maupun industri.
Untuk menanggulangi keterbatasan pasokan listrik ini, maka banyak
didirikan pembangkit-pembangkit listrik di Indonesia, salah satunya
adalah Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD). Pembangkit listrik
ini (PLTD) biasanya menggunakan bahan bakar minyak bumi.
Sistem penggerak yang digunakan tanpa generator. Listrik yang
dihasilkan dari pembangkit ini mengalami proses siklus energi, yaitu
dari bahan bakar (minyak bumi) menjadi energi magnet, kemudian
baru menghasilkan energi listrik. Energi arus panas yang dihasilkan
dari pembakaran bahan bakar (minyak bumi), diubah menjadi
energi mekanikal yang dapat menggerakan atau memutar
generator.
Ada beberapa faktor yang dapat di jadikan pertimbangan dalam
suatu siklus energi, seperti halnya jenis sumber energi yang akan
dipakai dalam
proses pembakaran, dan juga jenis mesin yang akan digunakan pa
da proses ini, apakah itu boiler uap atau motor diesel.
1.2.
Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan didapat dari latar
belakang masalah antara lain adalah :
Apa yang dimaksud dengan PLTD ?
Apa saja jenis-jenis mesin diesel pada PLTD ?
Apa saja komponen atau perlengkapan dan fungsinya ?
Bagaimana cara kerja PLTD ?
Apa kelebihan dan kekurangan PLTD ?
1.3.
Tujuan Makalah
Adapun tujuan dalam penulisan makalah ini adalah sebagai
berikut :
Mahasiswa mengerti apa yang dimaksud dengan PLTD
Mahasiswa mampu mengetahui jenis-jenis mesin PLTD
Mahasiswa mengerti komponen-komponen yang ada pada PLTD
beserta fungsinya
Mahasiswa mengerti dan memahami prosedur kerja PLTD
Mahasiswa mengerti kelebihan dan kekurangan PLTD
2
1.4.
Manfaat Makalah
Adapun manfaat dari penulisan ini adalah sebagai berikut :
1) Manfaat Teoritis :
Makalah ini di harapkan mampu memberikan
sumbangan teoritis terkait Pembangkit Listrik Tenaga
Diesel (PLTD) pada mahasiswa maupun khalayak
umum yang berkecimpung dalam bidang listrik
khususnya pada konsentrasi Listrik Tenaga agar lebih
memahami Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD).
2) Manfaat Praktis
Mahasiswa dapat mengetahui kegunaan PLTD dan
mampu
mengoperasikan Mesin diesel
Mahasiswa dapat mengetahui siklus usaha/kerja
mesin diesel dalam pengoperasiannya pada PLTD
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) adalah pembangkit
listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak pemula
(Prime Mover). Prime mover merupakan alat yang mempunyai fungsi
menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor
generator.
PLTD merupakan suatu instalasi pembangkit listrik yang terdiri
dari suatu unit pembangkit (SPD) dan sarana pembangkitan. Mesin
Diesel adalah penggerak utama untuk mendapatkan energi listrik yang
kemudian dikeluarkan oleh Generator . Pada mesin Diesel Energi
Bahan bakar diubah menjadi energi mekanik dengan proses
pembakaran di dalam mesin itu sendiri. Mesin Diesel pada saat ini
sudah banyak mengalami perkembangan dalam pemakaian untuk
angkutan darat dan laut, kemudian pembangkitan dalam daya kecil
dan menengah bahkan sampai daya besar sudah ada yang
menggunakannya.
Unit PLTD adalah kesatuan peralatan-peralatan utama dan alatalat bantu serta perlengkapannya yang tersusun dalam hubungan
3
kerja, membentuk sistem untuk mengubah energi yang terkandung
didalam bahan bakar minyak menjadi tenaga mekanis dengan
menggunakan mesin diesel sebagai penggerak utamanya dan
seterusnya tenaga mekanis tersebut diubah oleh generator menjadi
tenaga listrik.
PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai puluhan MW.
Jika perkembangan pemakaian tenaga listrik telah melebihi 100 MW,
penyediaan listrik yang menggunakan PLTD tidak lagi ekonomis
sehingga harus di bangun pusat listrik lain. Untuk melayani beban
PLTD dengan kapasitas di atas 100 MW akan tidak ekonomis karena
unitnya menjadi banyak, mengingat unit PLTD yang terbesar di
pasaran sekitar 12,5 MW.
Unit-unit pembangkit diesel di pasaran umumnya mempunyai
putaran (untuk frekuensi 50 Hertz) dari 300 putaran per menit sampai
dengan 1.500 putaran per menit (ppm). Dengan memperhatikan buku
petunjuk pabrik, mesin-mesin yang mempunyai nilai ppm rendah,
sampai dengan 500 ppm, dapat menggunakan bahan bakar minyak
(BBM) kualitas No. 2 yaitu Intermediate Diesel Oil (IDO) dan kualitas
No. 3 yaitu Marine Fuel Oil (MFO).
Jika memakai MFO harus di panaskan terlebih dahulu agar
tercapai viskositas yang cukup rendah. Apabila menggunakan IDO,
maka tidak perlu pemanansan terlebih dahulu.
2.1.1.
Macam-macam Bahan Bakar PLTD
2.1.1.1. Solar
Bahan bakar solar adalah bahan bakar minyak hasil sulingan dari
minyak bumi mentah bahan bakar ini berwarna kuning coklat yang
jernih.
Rentang rantai karbon : C21 sampai C30Trayek didih : 105 sampai
135°C
Peruntukan : Bahan bakar motor, bahan bakar industri.
2.1.1.2. High Speed Diesel (HSD)
Merupakan BBM jenis solar yang memiliki angka performa cetane
number 45, jenis BBM ini diperuntukkan untuk jenis kendaraan
bermotor transportasi dan mesin industri
2.1.1.3. Marine Fuel Oil (MFO)
Minyak Bakar bukan merupakan produk hasil destilasi tetapi hasil
dari jenis residu yang berwarna hitam. Minyak jenis ini memiliki
tingkat kekentalan yang tinggi. Pemakaian BBM jenis ini umumnya
untuk pembakaran langsung pada industri besar dan beberapa
penggunaan yang dari segi ekonomi lebih murah dengan
penggunaan minyak bakar.
2.1.1.2. Industrial Diesel Oil (IDO)
4
Minyak Diesel adalah hasil penyulingan minyak yang berwarna
hitam yang berbentuk cair pada temperatur rendah. Biasanya
memiliki kandungan sulfur yang rendah dan dapat diterima oleh
Medium Speed Diesel Engine di sektor industri. Oleh karena itulah,
diesel oil disebut juga Industrial Diesel Oil (IDO) atau Marine Diesel
Fuel (MDF)
2.2. Kegunaan
dan
Faktor-faktor
Pertimbangan
Pemilihan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) biasanya digunakan
untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama
di daerah-daerah yang terpencil atau untuk listrik pedesaan dan bisa
juga digunakan untuk memasok kebutuhan listrik di suatu pabrik atau
industri.
PLTD cocok untuk lokasi dimana pengeluaran bahan bakar
rendah, persediaan air terbatas, minyak sangat murah dibandingkan
dengan batubara dan semua beban besarnya adalah seperti yang
dapat ditagani oleh mesin pembangkit dalam kapasitas kecil, serta
dapat berfungsi dalam waktu yang singkat.
Kegunaan utama PLTD adalah penyedia daya listrik yang dapat
berfungsi untuk :
- Pusat pembangkitan
- Cadangan (Stand by plant)
- Beban puncak
- Cadangan untuk keadaan darurat (emergency)
Faktor-faktor yang merupakan pertimbangan piihan sesuai untuk
PLTD antara lain :
- Jarak dari beban dekat
- Persediaan areal tanah dan air
- Pondasi
- Pengangkutan bahan bakar
-
Kebisingan dan kesulitan lingkungan
2.3. Jenis-jenis Mesin Diesel
2.3.1.
Mesin Diesel 2 Langkah
5
Mesin diesel 2 langkah adalah mesin yang setiap
langkahnya terjadi satu kali langkah bertenaga dengan dorongan
gas hasil ledakan/pembakaran. Secara teoritis mesin 2 Langkah
dengan dimensi dan jumlah putaran per detik yang sama seperti
pada mesin 4 langkah, maka mesin 2 langkah ini akan
menghasilkan daya 2 kali lebih besar. Namun dalam praktik,
angka 2 kali lebih besar untuk daya yang di dapat pada mesin
diesel 2 langkah tidak tercapai (hanya sekitar 1,8 kali). Hal ini
disebabkan karena pembilasan ruang bakar silinder mesin diesel
2 langkah tidak sebersih pada mesin diesel 4 langkah sehingga
proses pembakarannya tidak sempurna seperti pada mesin
diesel 4 langkah. Maka efsiensi mesin 2 langkah ini tidak sebaik
efsiensi pada mesin diesel 4 langkah.Pada pemakaian bensinnya
pun lebih boraos dibanding mesin diesel 4 langkah. Mesin 2
langkah ini biasanya lebih cocok digunakan pada keperluan yang
memerlukan penghematan ruangan, seperti pada lokomotif
kereta api atau pada kapal laut.
Adapun Cara kerja dari mesin diesel 2 langkah ini adalah
sebagai berikut :
1. Langkah 1A Charging
Pada permulaan gerakan,
piston akan bergerak keatas
sedangkan P dan E dalam
keadaan terbuka. Udara
bertekanan dari karter akan
masuk ke silinder dan meniup
sisa gas pembakaran melalui
E.
Gambar 1.1
2. Langkah 1B Compression
Piston akan bergerak ke atas, P dan
E dalam keadaan tertutup oleh
dinding piston. Udara bersih yang
berada dalam silinder akan
6
dimampatkan. Kemudian bahan bakar disemprotkan dan akan
terjadi ledakan.
Gambar 1.2
3. Langkah 2A Combustion
Piston akan bergerak ke bawah
dengan dorongan gas yang
diledakkan
Gambar 1.3
4. Langkah 2B Exhaust
Pada bagian akhir gerakan, piston
akan bergerak ke bawah dimana E
sudah terbuka sehingga gas hasil
pembakaran mulai keluar karena
efek dari aktiftas pemompaan.
Gambar 1.4
2.3.2.
Mesin Diesel 4 Langkah
Mesin diesel 4 langkah merupakan mesin yang setiap 4
langkah terjadi satu kali langkah bertenaga dengan dorongan
gas hasil pembakaran/ledakan. Atau dengan kata lain prinsip
kerja mesin diesel 4 langkah adalah proses kerja mesin untuk
menghasilkan 1 kali pembakaran (usaha/kerja) torak bergerak 4
kali. Gerakan torak yang menghasilkan kerja atau usaha
berlangsung secara berurutan dan terus menerus maka kegiatan
untu menghasilkan kerja/usaha tersebut disebut siklus. Proses
pembakaran pada mesin diesel 4 langkah lebih sempurna
daripada mesin 2 langkah, karena pada proses pembilasan ruang
bakar di silinder mesinnya bersih. Pada mesin diesel 4 langkah
pemakaian bahan bakarnya lebih hemat dan masalah ruangan
pun tidak menjadi soal.
Cara kerja mesin diesel 4 langkah adalah sebagai berikut:
1.
Langkah Isap
Pada langkah ini piston
bergerak dari TMA (Titik
Mati Atas) ke TMB ( Titik
Mati Bawah ).
7
Saat piston bergerak ke bawah katup isap terbuka yang
menyebabkan ruang didalam silinder menjadi vakum,
sehingga udara murni langsung masuk ke ruang silinder
melalui flter udara.
Gambar 2.1
2. Langkah Kompresi
Pada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju TMA dan
kedua katup tertutup.Karena udara yang berada di dalam
silinder didesak terus oleh piston, menyebabkan terjadi
kenaikan tekanan dan temperatur, sehingga udara di dalam
silinder menjadi sangat
panas.Beberapa derajat
sebelum piston mencapai
TMA, bahan bakar di
semprotkan ke ruang
bakar oleh injector yang
berbentuk kabut.
Gambar 2.2
3.
Langkah Usaha
Pada langkah ini
kedua katup masih
tertutup, akibat
semprotan bahan
bakar di ruang
bakar akan
menyebabkan
terjadi ledakan
pembakaran yang
akan meningkatkan suhu dan tekanan di ruang bakar.
Tekanan yang
Gambar 2.3
bawah yang menyebkan terjadi gaya aksial. Gaya aksial ini dirubah dan
diteruskan oleh poros engkol menjadi gaya radial (putar).
4. Langkah Buang
Pada langkah ini, gaya yang masih terjadi di fywhell akan
menaikkan kembali piston dari TMB ke TMA, bersamaan itu
juga katup buang terbuka sehingga udara sisa pembakaran
akan di dorong keluar dari ruang silinder menuju exhaust
manifold. Begitu
seterusnya sehingga
terjadi siklus pergerakan
piston yang tidak
berhenti. Siklus ini tidak
akan berhenti selama
faktor yang mendukung
siklus tersebut tidak ada
yang terputus.
Gambar 2.4
8
2.4. Jenis-jenis Mesin Injeksi Pada Mesin Diesel
Electronic Petrol Injection (EPI) atau juga disebut Eletronic Fuel
Injection (EFI) adalah teknologi pengontrolan penginjeksian bahan
bakar yang berkembang saat ini pada mesin bensin menggantikan
karburator. Umumnya system EPI/EFI terbagi atas 2 jenis yaitu
berdasarkan jumlah injectornya dan berdasarkan penempatan
injectornya.
2.4.1. Berdasarkan jumlah injectornya mesin EPI atau EFI
terdiri dari:
A. Single Point Injection (SPI)
Single Point Injection (SPI) atau biasa disebut Throttle
Body Injection (TBI) atau Central Fuel Injection System: yaitu
hanya menggunakan
satu Fuel Injector
untuk beberapa
Cylinder. Injektornya
dipasang sebelum
saluran isap yaitu di
atas katup
throttle.Prinsip
kerjanya satu injektor
memasok bensin untuk
keperluan beberapa
silinder sekaligus.
Gambar 3.1
B. Multi Point Fuel Injection (MPI).
Multi Point Fuel Injection (MPI) disebut juga port fuel
injection (PFI), menempatkan injektor di atas lubang isap
(intake port). Setiap
silinder memiliki satu
injektor. Jadi, bila mesin
terdiri dari 4 silinder
berarti ada 4 injektor
yang menyuplai bensin.
Konstruksi multi point
fuel injection dapat
dilihat pada gambar
dibawah ini .
Gambar 3.2
Teknologi injeksi MPI memiliki kelebihan dibandingkan dengan
SPI antara lain :
1. Distribusi campuran udara-bahan bakarnya lebih seragam
untuk masing-masing silinder.
9
2. Respons terhadap perubahan posisi throttle pun lebih
cepat.
3. Lebih akurat dalam mengatur jumlah bahan bakar yang
diinjeksikan sesuai dengan kondisi operasi.
C. Gasoline Direct injection (GDI)
GDI yaitu Injector berada di
dalam ruang bakar, sehingga
bensin disemprotkan langsung
ke ruang bakar tanpa harus
melalui Intake Valve. Teknologi
ini masih mahal, karena material
Fuel Injector Nozzle harus tahan
pada suhu tinggi di ruang bakar.
Untuk lebih memperjelas posisi
dari ketiga jenis posisi
penempatan injektor, seperti
gambar disamping
Gambar 3.3
2.4.2.
Berdasarkan Penyalaan Bahan Bakar
A. Indirect Injection
Yaitu system penyemprotan bahan
bakar ke intake manifold seperti yang
digunakan pada system penginjeksian
mesin bensin, bensin disemprotkan
tidak langsung ke dalam ruang bakar.
Gambar 3.4
B. Direct Injection
Yaitu system penyemprotan bahan bakar langsung ke dalam
ruang bakar.Injectornya
berada di dalam ruang bakar,
sehingga bensin
disemprotkan langsung ke
ruang bakar tanpa harus
10
melalui Intake Valve. Teknologi ini masih mahal, karena
material Fuel Injector Nozzle harus tahan pada suhu tinggi di
ruang bakar.
Gambar 3.5
2.5. Komponen Perlengkapan PLTD Dan Fungsinya
Bagian-bagian utama PLTD adalah Kepala silinder (cylinder
head), Blok mesin (engine block), Karter (carter/oil pan), dan
generator. Mesin diesel berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang
dipergunakan untuk memutar rotor generator.
Adapun bagian-bagian mesin pada PLTD secara garis besar
adalah sebagai berikut :
2.5.1. Cylinder head (kepala silinder)
Fungsi :
1. Penutup Silinder
2. Menempatkan Rocker Arm
3. Menempatkan Valve Starting
( Katup Start )
4. Tempat Saluran Udara Masuk dan
Gambar 4.1
Buang.
Gas
5. Menempatkan Injector
6. Menempatkan Katub
A. Komponen yang terdapat pada kepala silinder
1. Injector ( Pengabut ) :
Gambar 4.2
Fungsi :Mengabutkan bahan bakar/ menyemburkan bahan
bakar.
2. Rocker Arm ( Pelatuk )
Fungsi : Untuk
Menggerakkan Katup
Buang dan Katup
Isap.
11
Gambar 4.3
3. Valve ( Katup )
Gambar 4.4
Fungsi :
Menutup dan membuka saluran udara masuk dan
saluran gas buang.
Kontruksi Katup :
Sudut Bidang Kontak : 300 dan 450 .
Tanpa Rotator dan dengan Rotator.
4. Starting Valve
Fungsi : Membuka dan menutup saluran udara start mesin.
2.5.2.
Piston dan Connecting Rod
1. Piston ( Torak )
Gambar 4.5
Fungsi :
Merapatkan Ruang Bakar
Menerima Tekanan Pembakaran
Menyerap Panas Hasil Pembakaran
Meneruskan Tekanan Hasil Pembakaran
Meneruskan Panas pembakaran ke liner
2. Piston Ring ( Ring Torak )
Gambar
4.6
Fungsi :
Merapatkan
torak dan liner
Memindahkan panas torak ke liner
Mencegah kebocoran tekanan diatas torak
3. Piston Pin ( Pena Torak )
12
Gambar 4.7
Fungsi : Pena penghubung batang torak dengan torak
4. Connecting Rod ( Batang Torak )
Gambar 4.8
Fungsi :
Meneruskan tekanan torak keporos engkol.
Meneruskan putaran poros engkol ke torak.
2.5.3.
Cylinder Liner & Engine Block
A. ( Silinder & Rangka Mesin )
1. Cylinder Liner ( Silinder )
Gambar 4.9
Fungsi :
Tempat terjadinya pembakaran
Tempat pergerakkan torak
Penghantar panas hasil pembakaran
2. Liner ( Silinder )
Liner basah( wet type) :
Pada silinder blok tipe ini letak water jacket berhubungan
langsung dengan liner. Water jacket adalah ruang pada
blok yang berisi air pendingin dari radiator. Hal ini
membuat liner pada silinder blok tidak cepat panas.
Sementara liner itu sendiri adalah sebuah tabung tempat
piston melakukan gerakan naik turun.
Liner bersinggungan langsung dengan air pendingin
mesin.
Antara liner dengan mesin menggunakan penyekat
karet.
Tingkat korosi liner lebih tinggi
Liner kering (dry tipe) :
Pada silinder blok tipe ini letak water jacket tidak
berhubungan langsung dengan liner . Hal ini membuat liner
cepat panas pada saat mesin hidup.
Liner tidak bersinggungan langsung dengan air
pendingin mesin
Pemasangan liner lebih sulit
Liner lebih tahan korosi
13
3. Engine Block ( Blok Mesin )
Fungsi :
Tempat kedudukan liner dan poros engkol
Tempat komponen disatukan
Rangka Utama Mesin
Gambar 4.10
4. Frame ( Rangka )
Fungsi :
Rangka mesin adalah badan induk untuk mendukung
semua bagian-bagian mesin yang harus dapat menahan
lendutan atau lengkungan akibat berat beban komponen
mesin.
2.5.4.
Crank Shaft Dan Cam Shaft
A. Crank Shaft ( Poros Engkol )
Gambar
4.11
Fungsi :
Merubah gerak lurus menjadi gerak bolak-balik atau
sebaliknya.
Tempat bertumpunya batang torak.
B. Cam Shaft ( Poros Bubungan )
Gambar 4.12
2.5.5.
Fungsi :
Merubah gerak putar menjadi gerak lurus
Mengatur dan buka tutup katup
Penggerak pompa pengabutan bahan bakar.
Bearing ( Bantalan )
14
Gambar 4.13
Fungsi :
Pelapis gerakan logam keras dengan logam keras
Memudahkan pemeliharaan komponen mesin yang bergerak
Memperkecil biaya pemeliharaan komponen mesin yang
bergerak
Mencegah komponen utamma yang bergesekan cepat rusak
2.5.6.
Transmision Gear ( Roda Gigi Pengatur )
Fungsi :
Mengatur pergerakan membuka dan menutup katub.
Mengatur pergerakan pompa injeksi bahan bakar
Mengatur penyesuaian pergerakan langkah torak dengan
pompa injeksi bahan, pergerakan membuka dan menutup
katub
Menghubungkan putaran poros engkol dengan komponen
yang memerlukan gerak putar
Gambar 4.14
2.5.7.
Bed Plate ( Lantai Mesin )
Fungsi :
Sebagai penyangga utama seluruh
bagian mesin dan generator untuk
memudahkan penempatan mesin
dan generator.
Gambar 4.15
2.5.8.
Peralatan Tambahan
(Alat Bantu) Pada Instalasi Mesin Diesel (PLTD)
1. Camshaft untuk mengatur gerakan membukanya katup,
mengatur pemompaan bahan bakar ke injector oleh pompa
injeksi.
15
2. Pompa injeksi (injection pump) untuk memberikan tekanan
pada solar yang akan diinjeksikan/disemprotkan oleh nozel.
3. Turbocharger untuk menaikkan daya mesin dengan
meniupkan udara ke dalam silinder dan mengeluarkan udara/
gas buang ke cerobong buang.
4. Governor untuk mengatur putaran motor dengan cara
mengatur volume bahan bakar yang disemprotkan.
5. Saringan (flter) :
a. Membersihkan oil dari kotoran-kotoran berupa karbon dan
serbuk-serbuk lagom yaitu terjadi pada glacier. Dimana
glacier ini berfungsi untuk membersihkan oli dari serbukserbuk logam yang tercampur pada oil.
b. Memisahkan air yang terbawa dalam aliran oil yaitu terjadi
pada purifier. Dimana purifier ini berfungsi untuk
memisahkan oil dan air yang tercampur.
2.6. Komponen-komponen Penting Mesin PLTD
1. Mesin / motor
Merupakan komponen dasar dari mesin yang memperkuat daya.
Mesin tersebut dirangkai dikopel langsung dengan generator.
2. Sistem Bahan Bakar (Fuel System)
Termasuk tangki bahan bakar, pompa pemindah bahan bakar,
saringan alat pemanas dan sambungan pipa kerja. Pompa pemindah
bahn bakar membutuhkan pemindahan bahan bakar dari ujung
perantara ke tangki penyimpan dan dari tangki penyimpan ke
mesin. Saringan membutuhkan jaminan kebersihan bahan bakar.
Alat pemanas untuk minyak diperlukan untuk lokasi yang
mempunyai temperature yang dingin yang menganggu aliran fuida.
3. Sistem Udara Masuk
Termasuk saringan udara, saluran pompa kompresor (bagian
integral dari mesin). Kegunaan saringan udara adalah untuk
membersihkan debu dari udara yang disuplai ke mesin, juga semua
ini dapat menimbulkan kenaikan daya keluaran.
4. Sistem Pembuangan Gas
Termasuk peredam dan penyambungan saluran. Temperatur
pembuangan gas panasnya cukup tinggi, gas ini merupakan
pemanas minyak atau persediaan udara pada mesin. Peredam
mengurangi kegaduhan suara.
5. Sistem Pendinginan (Cooler System)
Termasuk pompa-pompa pendingin, menara pendingin, perawatan
air atau mesin penyaring dan sambungan pipa kerja. Kegunaan
system pendinginan adalah untuk meningkatkan panas dari mesin
silinder yang menyimpan temperature sislinder dalam tempat yang
aman. Pompa mengedarkan air melewati silinder dan kepala
selubung mengangkut panas. Sistem pendinginan membutuhkan
sumber air, sebuah pompa dan tempat untuk pembuangan air
panas, penyebaran air oleh mesin pendingin ini seperti dalam alat
16
radiator, pendingin uap, menara pendingin, penyemprot dan
sebagainya.
6. Sistem Pelumasan (lube oil system)
Termasuk pompa minyak pelumas, tangki minyak, penyaring,
pendingin, alat pembersih dan sambungan pipa kerja. Fungsi sistem
pelumasan yaitu untuk mengurangi pergeseran dari bagian yang
bergerak dan mengurangi pemakaian dan sobekan bagian-bagian
mesin.
7. Sistem Penggerak Mula
Termasuk aki, tangki hampa udara, starter sendiri dan sebagainya.
Fungsi sistem penggerak mula adalah menjalankan mesin. Sistem
ini memungkinkan mesin pada awalnya berputar dan berjalan
sampai terjadi pembakaran dan unit meninggalkannya untuk
memperoleh daya.
2.7. Cara Kerja PLTD
Gambar 5.1
Keterangan
17
1. Tangki penyimpanan bahan bakar.
pembuangan
2. Penyaring bahan bakar
gas.
7. Penyaring gas
8. Tempat pembuangan
3. Tangki penyimpanan bahan bakar sementara
4. Pengabut
5. Mesin diesel.
transmisi
9. Generator
10. Trafo
11. Saluran
6. Turbo charger.
Prinsip Kerja
Bahan bakar didalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan
kedalam tanki penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring
terlebih dahulu. Kemudian disimpan didalam tangki penyimpanan
sementara (daily tank). Jika bahan bakar adalah bahan bakar
minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke
Pengabut (nozzel), disini bahan bakar dinaikan temperaturnya
hingga manjadi kabut. Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan
bakar gas (BBG) maka dari dari daily tank dipompakan ke
convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya.
Menggunakan kompresor udara bersih dimasukan kedalam tangki
udara start melalui saluran masuk (intake manifold) kemudian
dialirkan ke turbocharger. Didalam turbocharger tekanan dan
temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang dialirkan
pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C.
Udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan
kedalam ruang bakar (combustion chamber).
Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk
BBM) kemudian diinjeksikan kedalam ruang bakar (combustion
chamber)
Didalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses
kerjanya berdasarkan udara murni yang dimanfaatkan di dalam
silinder pada tekanan yang tinggi (35 – 50 atm), sehingga
temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar
disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan
tinggi melebihi titik nyala bahan bakar sehingga akan enyala secara
otomatis yang menimbulkan ledakan bahan bakar.
Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang
kemudian pada poros engkol dirubah menjadi energi mekanis.
Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan
mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol
menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolakbalik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akandiubah menjadi
gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak
18
rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak
pada langkah kompresi.
Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros
rotor generator. Oleh generator energi mekanis ini dirubah menjadi
energi listrik sehingga terjadi gaya geral listrik (ggl).
Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya
menggunakan trafo step up agar energi listrik yang dihasilkan
sampai kebeban.Prinsip kerja trafo berdasarkan hukum ampere dan
hukum faraday yaitu arus listrik dapat menimbulkan medan magnet
dan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Jika pada salah
satu sisi kumparan pada trafo dialiri arus bolak-balik maka timbul
garis gaya magnet berubah-ubah pada kumparan terjadi induksi.
Kumparan sekunder satu inti dengan kumparan primer akan
menerima garis gaya magnet dari primer yang besarnya berubahubah pula, maka di sisi sekunder juga timbul induksi, akibatnya
antara dua ujung kumparan terdapat beda tegangan.
Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan dikirim
kebeban. Disisi beban tegangan listrik diturunkan kembali
menggunakan trafo step down (jumlah lilitan sisi primer lebih
banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder).
2.8. Keunggulan dan Kekurangan PLTD
2.8.1.
2.8.2.
-
Keunggulan PLTD
Sistem bahan bakar sederhana.
Bisa ditempatkan dekat dengan pusat beban.
Bisa distart dengan mudah dan cepat dan dibebani dalam
waktu singkat.
Tidak memerlukan air pendingin yang banyak.
Dimensi PLTD lebih kecil dibanding PLTU untuk kapasitas yang
sama.
Cara pengoprasian mudah dan memerlukan operator yang
sedikit.
Effisiensi termal PLTD lebih besar dibanding PLTU untuk
kapasitas yang sama
Dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih
tersediannya bahan bakar.
Dalam operasinya tidak bergantung pada alam seperti halnya
PLTA.
Investasi awal pembangunan PLTD relatif murah dibanding
pembangkit listrik lain.
Kekurangan PLTD
Ongkos bahan bakarnya (solar) tergolong mahal dan
bergantung dengan perubahan harga minyak dunia yang
cenderung meningkat dari tahun ke tahun.
Menimbulkan polusi udara yang ditimbulkan dari pembakaran
bahan bakar konvensional yang kadang kurang sempurna.
Memerlukan pemeliharaan rutin.
19
-
Sistem operasi tidak efsien bahkan tergolong boros pada
kondisi beban rendah.
Biaya pelumas tinggi.
Tidak bisa dibebani overload pada waktu yang panjang.
Kapasitas PLTD kecil.
BAB III
PEMBAHASAN HASIL
3.1. Pembahasan dan teori penulis
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) adalah pembangkit
listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak pemula
(Prime Mover). Prime mover merupakan alat yang mempunyai fungsi
menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor
generator. Pada mesin diesel, energi bahan bakar diubah menjadi
energi mekanik dengan proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri.
20
PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai dengan
puluhan MW. Jika perkembangan pemakaian tenaga listrik telah
melebihi 100 MW, penyediaan listrik yang menggunakan PLTD tidak
lagi ekonomis sehingga harus di bangun pusat listrik lain. Unit PLTD
yang terbesar di pasaran adalah 12,5 MW. Unit-unit pembangkit diesel
di pasaran umumnya mempunyai putaran (untuk frekuensi 50 Hertz)
dari 300 putaran per menit sampai dengan 1.500 putaran per menit
(ppm). Mesin-mesin yang mempunyai nilai ppm rendah, sampai
dengan 500 ppm, dapat menggunakan bahan bakar minyak (BBM)
kualitas No. 2 yaitu Intermediate Diesel Oil (IDO) dan kualitas No. 3
yaitu Marine Fuel Oil (MFO). Jika memakai MFO harus di panaskan
terlebih dahulu agar tercapai viskositas yang cukup rendah. Apabila
menggunakan IDO, maka tidak perlu pemanansan terlebih dahulu.
Mesin diesel dengan ppm di atas 500 ppm harus menggunakan BBM
kualitas No. 1 yaitu High Speed Oil (HSO).
Dalam Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) umumnya
terdapat 2 jenis mesin diesel yang di gunakan yaitu mesin 2 langkah
dan mesin 4 langkah. Namun pada kenyataannya pada PLTD mesin
yang di gunakan adalah mesin 4 langkah, karena pada proses kerja
mesin ini untuk menghasilkan 1 kali pembakaran (usaha/kerja) torak
bergerak 4 kali. Pada mesin 4 langkah pemakaian bahan bakarnya
lebih hemat dan masalah ruangan pun tidak menjadi soal, proses
pembakaran pun lebih sempurna di banding dengan mesin diesel 2
langkah.
Bagian-bagian utama PLTD adalah Kepala silinder (cylinder
head), Blok mesin (engine block), Karter (carter/oil pan), dan
generator. Mesin diesel berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang
dipergunakan untuk memutar rotor generator. Adapun peralatan
tambahan pada instalasi mesin diesel adalah Camshaft, Pompa injeksi,
Turbocharger, Governor, Saringan (flter).
Komponen-komponen penting mesin yang ada di PLTD
diantaranya adalah mesin motor, sistem bahan bakar, sistem udara
masuk, sistem pembuangan gas, sistem pendingin, sistem pelumasan,
sistem penggerak mula. Ketujuh komponen ini harus selalu ada dan
tidak boleh kurang satupun pada Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
(PLTD).
Secara umum proses kerja dari PLTD adalah pertama pada saat
mesin di starter, dinamo starter akan menyalakan mesin. Solar
mengalir ke mesin. Mesin juga menghisap oksigen untuk melakukan
pembakaran. Solar dan oksigen masuk ke engine block.
Di dalam engine block terdapat piston atau silinder. piston ini
berada di dalam engine block dan terdapat sebuah ruangan berbenttuk
tabung di dalam engine block sebagai tempat piston ini bekerja. Di
dalam ruangan ini terdapat 2 valve atau katup untuk membuka dan
menutup. Cara kerja mesin diesel ini terdapat 4 tahap yaitu intake,
pencampuran, peledakan, dan exhaust.
Pada saat salah satu katup membuka, mesin mengisap udara,
lalu masuk tahap pencampuran antara udara dan solar dan akhirnya
menghasilkan energi yang membuat piston naik. setelah itu katup
21
satunya membuka dan masuk ke tahap pembuangan atau exhaust.
Kejadian ini terjadi berulang kali secara cepat. Prinsipnya seperti cara
kerja mesin mobil.
Di bawah piston dipasang pipa panjang yang disebut crankshaft.
Jika piston bergerak maka crankshaft juga bergerak. Kemudian
crankshaft ini disambungkan ke generator. Di dalam generator tedapat
magnet. Disekeliling magnet terdapat kumparan. Pada saat pipa
ini bergerak, magnet ikut berputar dan bergesekan dengan kumparan.
Gesekan antara magnet dan kumparan membuat terjadinya energi
listrik. Listrik ini kemudian disambung ke trafo trafo untuk penyaluran
energi ke rumah-rumah.
3.2. Interpretasi
Dari hasil pembahasan di atas penulis memahami bahwa
PLTD sendiri mempunyai kelebihan dan kekurangan seperti
halnya pada pembangkit-pembangkit lain. Kelebihannya antara
lain dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih
tersediannya bahan bakar, dalam operasinya tidak bergantung
pada alam seperti halnya PLTA, investasi awal pembangunan
PLTD relatif murah dibanding pembangkit listrik lain.
Sedangkan kekurangannya adalah Ongkos bahan bakarnya
tergolong mahal dan bergantung dengan perubahan harga
minyak dunia yang cenderung meningkat dari tahun ke tahun,
menimbulkan polusi udara yang ditimbulkan dari pembakaran
bahan bakar konvensional yang kadang kurang sempurna,
memerlukan pemeliharaan rutin, sistem operasi tidak efsien
bahkan tergolong boros pada kondisi beban rendah.
BAB IV
PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Dari kajian teori diatas dapat di simpulkan bahwa :
22
1. Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ialah Pembangkit listrik yang
menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime
mover)
2. PLTD bekerja menggunakan Mesin Diesel sebagai Prime
Movernya yang menghasilkan energi mekanik yang kemudian
diubah oleh generator menjadi energi listrik.
3. Komponen Utama PLTD adalah Generator dan Mesin Diesel
sebagai prime mover. Sedangkan peralatan/ perlengkapan yang
dibutuhkan pada PLTD adalah:
Tangki penyimpanan bahan baker.
Penyaring bahan bakar.
Tangki penyimpanan bahan bakar sementara (bahan bakar
yang disaring
Pengabut.
Mesin diesel.
Turbo charger.
Penyaring gas pembuangan.
Tempat pembuangan gas (bahan bakar yang disaring).
Generator.
Trafo
Saluran transmisi
4. PLTD memiliki keunggulan dan kelemahan sebagai berikut :
Keunggulan:
1. Plan lay out sederhana.
2. Sistem bahan bakar sederhana.
3. Bisa ditempatkan dekat dengan pusat beban.
4. Bisa distart dengan mudah dan cepat dan dibebani dalam waktu
singkat.
5. Tidak ada stand-by losses.
6. Tidak memerlukan air pendingin yang banyak.
7. Dimensi PLTD lebih kecil dibanding PLTU untuk kapasitas yang
sama.
8. Cara pengoprasian mudah dan memerlukan operator yang
sedikit.
9. Effisiensi termal PLTD lebih besar dibanding PLTU untuk
kapasitas yang sama.
Kelemahan:
1. Harga bahan bakar mahal (BBG dan BBM).
2. Biaya pelumas tinggi.
3. Tidak bisa dibebani overload pada waktu yang panjang.
Kapasitas PLTD kecil.
4.2. Implikasi
Penggunaan pembangkit listrik tenaga diesel mempunyai
hubungan erat dengan sumber daya alam khusus nya bahan
bakar minyak, oleh sebab itu penghematan bahan bakar minyak
23
harus di lakukan agar kelangsungan operasi pembangkit listrik
tenaga diesel berjalan.
4.3. Saran
Pada penggunaan PLTD alangkah baiknya menggunakan
bahan bakar dari gas atau menggunakan biogas karena ramah
lingkungan dan dari segi pembakarannya lebih sempurna. Di sisi
lain karena pasokan BBM dari tahun ke tahun semakin
berkurang. Selain dari penggunaan biogas, model yang dipakai
juga harus yang memiliki keuntungan murah secara ekonomis
yaitu dengan menggunakan model Combustion Air Gas
Integration. Model ini bekerja dengan mencampur udara-bahan
bakar gas sebelum memasuki saluran isap atau sebelum
memasuki kompresor-turbocharger apabila mesin diesel yang
digunakan adalah Turbocharged system. Model ini tergolong
model yang murah karena tidak menggunakan injector maupun
pompa bertekanan tinggi, tidak membutuhkan model yang rumit
sehingga apabila suplai gas habis atau tersendat system akan
langsung bekerja dengan 100% bahan bakar diesel.
DAFTAR PUSTAKA
DR. Suyitno M, M.Pd., 2011, Pembangkit Energi Listrik, Jakarta: Rineka Cipta
24
Ir. Djiteng Marsudi, 2005, Pembangkitan Energi Listrik, Jakarta: Erlangga
Ir. Sulasno, 1990, Pusat Pembangkit Tenaga Listrik, Semarang: Satya Wacana
DR. Parsa I Made, M.Pd., 2012, Teknik Pembangkit Energi Listrik, kupang, Bahan Ajar
http://irhamninuhardindm.blogspot.com/2011/11/pembangkit-listrik-tenaga-diesel.html
http://elektrojiwaku.blogspot.com/2011/04/pembangkit-listrik-tenaga-diesel-pltd.html
http://carapedia.com/kerja_diesel_info2560.html
http://eki.blog.ittelkom.ac.id/blog/2011/10/12/821/
http://otoboysworld.blogspot.com/2012/09/jenis-mesin-injeksi-mesin-diesel.html
http://armiyudha.blogspot.com/2012/05/komponen-utama-pltd.html