15 Besar tegangan untuk jaringan distribusi sekunder ini adalah 127220 Volt
untuk sistem lama dan 220380 Volt untuk sistem yang baru, serta 440550 Volt untuk keperluan industri.
2.2 Distributed Generation DG
Kebutuhan akan energi dari tahun ke tahun semakin meningkat seiring dengan pertumbuhan ekonomi. Oleh sebab itu, energi terbarukan menjadi prioritas
utama untuk memenuhi kebutuhan akan energi listrik. Energi terbarukan adalah energi yang dihasilkan dari sumber energi alami yang dapat diperbarui secara
terus-menerus bila dikelola dengan baik dan tidak akan pernah habis. Studi yang dilakukan oleh Electric Power Research Institute EPRI
mengindikasikan bahwa pada tahun 2010, 25 dari pembangkit listrik baru berasal dari pembangkit distributed generation, begitu juga dengan studi yang
dilakukan oleh Natural Gas Foundation menyimpulkan bahwa hal tersebut lebih tinggi lagi mencapai 30.
2.2.1 Definisi Distributed Generation
Sebutan dan definisi Distributed Generation DG pada berbagai negara berbeda-beda. Distributed generation dapat didefinisikan sebagai pembangkit
tenaga listrik dengan skala kecil yang ditempatakan pada sisi beban dan diinterkoneksikan pada jaringan distribusi.
Dewan kerja CIGRE mendefinisikan DG adalah unit pembangkit listrik yang membangkitkan maksimum tenaga listrik 50 MW - 100 MW, dan biasanya
diinterkoneksikan pada jaringan distribusi tidak pada stasiun pusat pembangkit tenaga listrik. IEEE mendefinisikan DG sebagai pembangkit yang menghasilkan
Universitas Sumatera Utara
16 energi listrik dengan kapasitas yang lebih kecil dibandingkan pusat-pusat
pembangki konvensional dan dapat diinterkoneksikan hampir pada semua titik sistem tenaga listrik. Sedangkan IEA mendefinisikan DG sebagai unit yang
menghasilkan energi listrik pada sisi beban atau jaringan distribusi, dimana energi listrik tersebut langsung disuplai ke beban [6].
2.2.2 Rating Distributed Generation
Kapasitas maximum pembangkitan energi listrik yang dapat dihasilkan distributed generation seringkali dijadikan pedoman untuk mendefinisikannya.
Berdasrkan kapasitas maximum pembangkitan yang dapat dihasilkan, distributed generation dapat dibedakan menjadi empat bagian, seperti yang diperlihatkan
pada Tabel 2.1 [7].
Tabel 2. 1 Jenis Distributed Generation Berdasarkan Kapasitas Pembangkitan
Jenis Distributed
Generation Kapasitas Pembangkitan
Distributed Generation
Micro ~ 1 kW 5 kW
Small 5 kW 5 MW
Medium 5 MW 50 MW
Large 50 MW ~ 300 MW
2.2.3 Teknologi Distributed Generation
Ada begitu banyak teknologi dari distributed generation, DG dapat dibedakan berdasarkan energi utama yang digunakan, yaitu sebagai berikut [2]:
2.2.3.1 Internal Combustion Engines Internal Combustion Engines
ICE menkonversikan panas dari
pembakaran bahan bakar untuk menggerakkan rotor pada sebuah generator yang
Universitas Sumatera Utara
17 diaplikasikan untuk distributed generation. Menurut International Energy Agency
IEA pada tahun 2002, ICE paling banyak digunakan untuk teknologi distributed generation. Teknologi ICE memerlukan biaya yang rendah, rating yang bervariasi
dari kW sampai MW, efisiensinya bagus, dan handal dalam pengoperasian. ICE juga memerlukan waktu start yang cepat ketika selama melakukan proses
menghidupkan ICE serta tidak memerlukan banyak tempat untuk pemasangan. Hal itulah yang membuat teknologi ICE menjadi pilihan utama baik untuk
pembangkit cadangan maupun untuk pembangkit utama. Suatu kendala penggunaan ICE adalah memerlukan biaya yang tinggi
untuk bahan bakar, perawatan yang sering, dan menghasilkan emisi yang tinggi serta kebisingan dibandingkan teknologi distributed generation yang lain.
2.2.3.2 Turbin Gas Turbin gas terdiri dari kompressor, ruang pembakaran, dan kopel turbin ke
generator agar dapat merubah energi mekanik menjadi energi listrik. Teknologi turbin gas sangat banyak digunakan untuk industri, industri kecil yang
menggunakan turbin gas dengan rating 1 MW sampai 20 MW yang biasanya diaplikasikan pada Combined Heat and Power CHP. Biaya perawatan dan emisi
yang dihasilkan oleh turbin lebih rendah dari yang dihasilkan oleh ICE, tetapi tingkat kebisingan yang dihasilkan masih tergolong tinggi.
2.2.3.3 Combined Cycle Gas Turbine Pada Combined Cycle Gas Turbine CCGT, campuran pembuangan
bahan bakar dan udara bertukar dengan air di dalam boiler yang digunakan untuk menghasilkan uap panas yang digunakan untuk menggerakkan turbin. Uap panas
Universitas Sumatera Utara
18 tersebut masuk kedalam turbin untuk menghasilkan gaya mekanik tambahan,
sehingga dapat menggerakkan rotor generator. Kemudian aliran uap dari turbin dikondensasi untuk dikembalikan lagi ke boiler.
CCGT sangat populer digunakan karena efisiensinya sangat tinggi. Namun penggunaan gas turbin di bawah 10 MW tidak menggunakan combined cycle,
yang menyebabkan tidak efisien lagi. 2.2.3.4 Microturbines
Microturbines menghasilkan energi listrik AC dengan frekuensi tinggi. Sebuah konverter daya digunakan untuk merubah frekuensi yang tinggi ini ke
dalam kisaran frekuensi yang dapat digunakan. Kapasitas satu unit microturbines berkisar 30 kW sampai 200 kW, tetapi beberapa microturbines dapat digabungkan
menjadi beberapa unit. Temperatur pembakaran yang rendah membuat microturbines menghasilkan emisi yang rendah dan juga menghasilkan kebisingan
yang rendah dibandingkan teknologi lain dengan ukuran yang sama. Kebanyakan microturbines menggunakan gas alam sebagai bahan bakar,
penggunaan sumber energi terbarukan seperti ethanol juga memungkinkan untuk digunakan. Kelemahan dari microturbines adalah masa kerja yang singkat dan
biaya yang tinggi dibandingkan dengan ICE. 2.2.3.5 Fuel Cells
Fuel cells merupakan peralatan elektrokimia yang merubah energi kimia dari suatu bahan bakar menjadi energi listrik atau panas tanpa melakukan
pembakaran. Fuel cells sangat berbeda dengan teknologi lainnya karena pertama kali yang dirubah adalah energi kimia dari suatu bahan bakar dirubah menjadi
Universitas Sumatera Utara
19 energi panas, dari energi panas tersebut dihasilkan energi mekanik, kemudian dari
energi mekanik tersebut dihasilkan energi listrik. Fuel cells menghasilkan energi listrik dengan efisiensi yang tinggi berkisar
40 – 60 dengan tingkat emisi yang rendah dan beroperasi tanpa kebisingan. Tantangan utama penggunaan fuel cells adalah biaya investasi yang tinggi.
2.2.3.6 Solar Photovoltaic Solar photovoltaic PV melibatkan perubahan langsung cahaya matahari
menjadi energi listrik tanpa mesin pemanas. Penerapan sistem PV sangat
mendukung karena paparan dari sinar matahri setiap hari, siklus kerja yang lama, biaya operasi yang murah, perawatan yang mudah, ramah lingkungan, tersedia
juga untuk off-grid, serta waktu desain, pemasangan, dan memulai kerja yang cepat. Kendala dari teknologi PV adalah biaya pemasangan yang tinggi
dibandingkan teknologi yang lainnya. Umumnya satu modul PV mempunyai kapasitas dayanya berkisar 20 W sampai 200 kW.
2.2.3.7 Solar Thermal Solar thermal menghasilkan energi listrik dengan mengkonsentratkan
cahaya matahari yang datang, dan kemudian menangkap cahaya matahari tersebut untuk memanaskan cairan sampai pada suhu yang sangat tinggi untuk
menghasilkan uap panas dan kemudian memproduksi energi listrik. Pengembangan konsentrat cahaya matahari memungkinkan untuk
pembangkitan dari beberapa kW sampai ratusan MW. Satu contoh pembangkit energi listrik solar thermal komersil dengan kapasitas 350 MW, yang berada pada
California Mojave Desert dan dikoneksikan dengan jaringan transmisi Edison.
Universitas Sumatera Utara
20 2.2.3.8 Tenaga Angin
Tenga angin memainkan peranan penting dalam pembangkit listrik yang memanfaatkan energi terbarukan. Tantangan utama dari teknologi tenaga angin
adalah penyaluran energi listrik yang masih terputus dan keandalan jaringan. Karena teknologi ini memanfaatkan kekuatan alam yang tidak bisa tersedia terus
menerus. 2.2.3.9 Small Hydro Power
Small hydro power memanfaatkan tenaga air sebagai sumber energi utama dengan kapasitas pembangkitan di bawah 10 MW. Istilah lain yang sering
digunakan adalah miny hidropower dengan kapasitas 100 kW sampai dengan 1 MW, dan micro hidropower dengan kapasitas dibawah 100 kW.
2.2.3.10 Panas Bumi Panas bumi adalah energi yang dihasilkan dari emisi panas dari dalam
bumi, biasanya dalam bentuk uap panas atau air panas. Pembangkit listrik tenaga panas bumi membutuhkan biaya investasi yang tinggi tetapi biaya operasional
yang rendah. Teknologi panas bumi ini ramah lingkungan yang tidak menghasilkan gas emisi CO
2
selama operasinya. 2.2.3.11 Biomassa
Sumber energi biomassa berasal dari sampah pertanian atau perkebunan, hewan yang membusuk, sampah dari hutan, limbah industri, dan lain-lain. Energi
biomassa dapat menghasilkan energi listrik atau panas dari berbagai proses. Pada umumnya, untuk menghasilkan energi listrik dengan memanfaatkan sumber
energi biomassa menggunakan siklus uap panas, uap panas tersebut dihasilkan
Universitas Sumatera Utara
21 dari material sumber energi biomassa yang terlebih dahulu dikonversikan di
dalam boiler. Kemudian, uap panas yang dihasilkan digunakan untuk
menggerakkan turbin generator. 2.2.3.12 Tenaga Pasang Surut
Energi pasang surut berasal dari pergerakan gaya gravitasi antara bumi dan bulan, serta bumi dan matahari. Bendungan yang panjang dibangun melintasi
muara sungai, ketika air pasang surut masuk keluar maka akan melewati terowongan bendungan. Surutnya dan mengalirnya aliran air tersebut dapat
digunakan untuk menggerakkan turbin. Ketika air pasang datang, air tersebut disimpan di waduk penampung yang terletak di belakang bendungan. Ketika air
surut, air yang disimpan di waduk penampung tersebut digunakan untuk menggerakkan turbin, sehingga turbin dapat terus digerakkan.
Seperti pembangkit energi terbarukan lainnya, pembangkit listrik tenaga pasang surut juga ramah lingkungan. Biaya perawatan dan operasi juga tidak
tinggi. Namun biaya pembangunan bendungan membutuhkan biaya yang besar dan memakan banyak tempat.
2.2.4 Keuntungan Distributed Generation
