MAKALAH 1 KONVERSI TENAGA LISTRIK Pemban (1)

MAKALAH 1
KONVERSI TENAGA LISTRIK
“Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa (PLTBM)”

1.
2.
3.
4.

Disusun Oleh
M. Robby Adam
Fadlil Maula
Doni Wahyudi I.
Zainul Mukhtarom

:
135874031
135874032
135874033
135874034

Kelas :
S-1 TE A 2013

PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
2013
1

KATA PENGANTAR

Puji serta syukur kami panjatkan kepada ALLAH SWT yang dengan rahmat-NYA kami
akhirnya bisa menyelesaikan penulisan makalah sebagai tugas dari mata kuliah Konversi Tenaga
Listrik yang berjudul “Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa (PLTBM)”.
Dalam penyusunan makalah ini kami ingin mengulas tentang sistem kerja yang
digunakan pada pembangkit listrik tenaga biomassa secara global.
Dalam penyusunannya tentu kami menyadari masih banyak kekurangan yang terdapat
pada makalah ini, hingga adanya kritik dan saran yang membangun diperlukan untuk
memperbaiki tulisan-tulisan yang berikutnya.

Kami berharap dengan adanya makalah ini dapat membantu pembaca yang memang
membutuhkanya.

Surabaya, 22 Februari 2015

penulis

2

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR…………………………………………………………………………….2
DAFTAR ISI ............................................................................................................... ……….......3
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ............................................................................................ ………......4
B. Rumusan Masalah ..........................................................................................................5
C. Tujuan Penulisan ........................................................................................................... 5
BAB II ISI
A. Pengertian Biomassa ..................................................................................................... 6
B. Aplikasi Biomassa ......................................................................................................... 6

C. Pemanfaatan Biomassa .................................................................................................. 8
D. Prinsip Kerja Pembakaran Bahan Bakar…………………………………………...…11
BAB III PENUTUP
Kesimpulan ...................................................................................................................... 13
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................. 14

BAB I
3

PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui pross fotosintetik, baik berupa
produk maupun buangan. Contoh biomassa antara lain adalah tanaman, pepohonan, rumput,
ubi, limbah pertanian, limbah hutan, tinja dan kotoran ternak.Selain digunakan untuk tujuan
primer serat, bahan pangan, pakan ternak, miyaknabati, bahan bangunan dan sebagainya,
biomassa juga digunakan sebagai sumberenergi (bahan bakar). Umum yang digunakan
sebagai bahan bakar adalah biomassayang nilai ekonomisnya rendah atau merupakan limbah
setelah diambil produk primernya.
Saat ini, ketersediaan energi fosil semakin berkurang, khususnya minyak bumi. Setelah
terjadinya krisis energi yang pernah mencapai puncak sekitar dekade 1970-an, dunia saat ini

menghadapi kenyataan bahwa persediaan minyak bumi, sebagai salah satu tulang punggung
produksi energi terus berkurang. Di masa mendatang, dunia akan terancam semakin
kesulitan untuk menemukan dan menggunakan sumber energi dari fosil. Eksplorasi yang
telah dilakukan, konsumsi dalam jumlah besar serta pertambahan penduduk yang tinggi di
masa depan, akan membuat persediaan energi fosil khususnya minyak bumi tidak dapat
mengimbangi permintaan terhadap kebutuhan energi. Para ahli berpendapat, dengan pola
konsumsi seperti sekarang diperkirakan dalam waktu 50 tahun ke depan cadang minyak
bumi dunia akan habis. Keadaan ini bisa diamati dengan kecenderungan meningkatnya
harga minyak di pasar dalam negeri dan ketidakstabilan harga minyak di pasar internasional
(Pinske, 2000). Jumlah pemakaian energi di Indonesia masih sangat tergantung dari bahan
bakar fosil. Jika hal ini terus berlanjut maka bisa saja terjadi krisis global akibat semakin
sedikitnya bahan baku fosil ini.
Oleh karena itu dewasa ini sumber energi baru terbarukan sedang digalakkan di
Indonesia. Dari beberapa data masih terlihat dominasi penggunaan batubara, minyak bumi
dan gas sebagai sumber energi. Kondisi ini sangat disayangkan mengingat Indonesia
menyimpan potensi biomassa yang begitu melimpah. Jika potensi ini dapat dimanfaatkan
dengan maksimal maka akan memecahkan permasalahan energi yang terjadi selama ini,
salah satu sumber biomassa yang mudah didapatkan dan berada disekitar kita adalah
sampah.
B. Rumusan Masalah

4

1. Apa itu Biomassa ?
2. Bagaimana pemanfaatan Biomassa sebagai energi terbarukan ?
3. Bagaimana prinsip kerja Biomassa sebagai energi terbarukan ?
3. Apa aplikasi dari Biomassa ?
C. Tujuan Penulisan
1. Menjelaskan pengertian Biomassa
2. Menjelaskan pemanfaatan Biomassa sebagai energi terbarukan
3. Menjelaskan prinsip kerja Biomassa sebagai energi terbarukan
3. Menjelaskan aplikasi dari Biomassa

BAB II
ISI

5

A. Pengertian Biomassa
Istilah biomassa di sini digunakan untuk mengelompokkan bahan organik baik dari
tumbuhan ataupun hewan yang kaya akan cadangan energi. Sehingga setelah diubah menjadi

energi kerap juga disebut dengan bioenergi. Selanjutnya bioenergi tersebut dapat digunakan
sesuai kebutuhan. Untuk menghasilkan panas, gerak, atau untuk menghasilkan listrik. Secara
umum perubahan biomassa menjadi bioenergi. Dan secara khusus akan dilihat penerapannya
untuk menghasilkan listrik. Beberapa negara maju, seperti Finlandia, Belanda, Jerman dan
Inggris telah memanfaatkan bioenergi dalam skala besar untuk pembangkit listrik.
Sedangkan di Indonesia, meskipun potensinya besar, penggunaannya baru dalam skala kecil.
Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui pross fotosintetik, baik berupa
produk maupun buangan. Contoh biomassa antara lain adalah tanaman, pepohonan, rumput,
ubi, limbah pertanian, limbah hutan, tinja dan kotoran ternak. Selain digunakan untuk tujuan
primer serat, bahan pangan, pakan ternak, miyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya,
biomassa juga digunakan sebagai sumber energi (bahan bakar). Umum yang digunakan
sebagai bahan bakar adalah biomassa yang nilai ekonomisnya rendah atau merupakan
limbah setelah diambil produk primernya. Sumber energi biomassa mempunyai beberapa
kelebihan antara lain merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui (renewable)
sehingga dapat menyediakan sumber energi secara berkesinambungan (suistainable). Di
Indonesia, biomassa merupakan sumber daya alam yang sangat penting dengan berbagai
produk primer sebagai serat, kayu, minyak, bahan pangan dan lain-lain yang selain
digunakan untuk memenuhi kebutuhan domestik juga diekspor dan menjadi tulang
punggung penghasil devisa negara.
B. Aplikasi Biomassa

Modular Instalasi Shelter PLTBM BD 16-1000L adalah rangkaian
digester pembangkitan energi terbarukan berupa biometan ( biogas murni) bagi kepentingan
menyalakan generator ( genset bahan bakar biogas), gas sebagai bahan bakar kompor
masak-memasak, membangkitkan dan menyimpan daya listrik dalam rangkaian battery accu
(power bank) maupun menyiapkan biogas murni guna didistribusi melalui kompresi
kedalam tabung bertekanan ( energi panas burner industri). Instalasi terdiri dari 16 unit
digester BD 1000 L yang masing-masing unit digesternya terbuatdari bahan HDPE (High
6

Density Polyethylene), ketebalan 3 - 5 mm, memiliki dimensi PLT ( Panjang =1 m, lebar =1
m, tinggi =1 m) bisa bertahan hingga diatas 3 tahun. Tangki diperkuat rangka alumunium,
.dirancang kuat bagi tekanan sampai 3 bar ( 45 psi) , sementara biogas secara umum hanya
memberi tekanan 3 psi. Instalasi dilengkapi dengan 1 unit pompa chopper (grinder pumps),
6 tabung pemurnian biogas MP 1270, 1 unit Genset Biogas 5 KVA, 6 unit gas holder BRT
1010 serta perlengkapan ( mini kompresor, manometer, water trap, valve, slang, pipa PVC)
serta kompor 2 tungku.

Gambar 1. Contoh PLTBM
Instalasi pembangkitan listrik PLTBM melalui generator set (genset) berbahan bakar
biogas murni ini dilengkapi dengan rangkaian seri penyimpan daya (4 unit battery 12 V / 40

Ah dengan kapasitas penyimpanan daya 1,92 KWH), kemudian sistem pengisian ( charger
regulator) dan konversi daya ke listrik dari battery ke arus(AC 220 Volt) melalui inverter 1
KW. Kapasitas digester 16 unit @1 m3, ~ 16 m3, memerlukan input material, pada saat
pertama pengisian 16 m3 dan hari selanjutnya 800 liter/ hari berupa bubur biomassa
(sampah, gulma kebun, gulma air maupun kotoran ternak). Pada kondisi pemenuhan 800
liter/ hari, Instalasi BD 16-1000 L menghasilkan biometan (biogas murni) > 80 % metan
(CH4) sebanyak 32 m3 yang memiliki daya nyala dan kalori tinggi sebagai bahan kompor
guna masak memasak maupun burner industri setara dengan 16 kg LPG/ hari atau ketika
dijadikan bahan bakar generator akan memberikan output daya listrik 32 KWH ( Kilo
7

WattHour)/hari.Keperluan lahan pendirian instalasi ini 16 m2= (1 m x 16 m), namun
keunggulan lain dari instalasi digester ini adalah fleksibilitas kapasitas (scalable) dan dapat
dibangun multi skala. Pada kondisi bertambahnya material input yang akandiolah, dapat
dilakukan penambahan unit BD 1000 L dan akan terkoneksi langsung kepada sistim
pembangkitan biogas eksisting sebelumnya.Selain penerimaan manfaat berupa bahan bakar
gas sebagai suatu energi baru terbarukan diatas, instalasi Shelter BD 16-1000L
menghasilkan lumpur ( slurry)dengan kualitas pupuk cair organik sebanyak 3, 200 liter/ hari.
Lumpur ini dapat ditingkatkan kualitasnya dengan menambahkan kedalamnya aneka bakteri
( penambat N2, pelarut posfat dan KCL) atau zat tumbuh, sehingga memiliki nilai tambah

(added value) sebagai pupuk hayati atau pupuk organik
C. Pemanfaatan Biomassa
Agar biomassa bisa digunakan sebagai bahan bakar maka diperlukan teknologi untuk
mengkonversinya. Terdapat beberapa teknologi untuk konversi biomassa. Teknologi
konversi biomassa tentu saja membutuhkan perbedaan pada alat yang digunakan untuk
mengkonversi biomassa dan menghasilkan perbedaan bahan bakar yang dihasilkan. Secara
umum teknologi konversi biomassa menjadi bahan bakar dapat dibedakan menjadi tiga yaitu
pembakaran langsung, konversi termokimiawi dan konversi biokimiawi. Pembakaran
langsung merupakan teknologi yang paling sederhana karena pada umumnya biomassa telah
dapat langsung dibakar. Beberapa biomassa perlu dikeringkan terlebih dahulu dan
didensifikasi untuk kepraktisan dalam penggunaan. Konversi termokimiawi merupakan
teknologi yang memerlukan perlakuan termal untuk memicu terjadinya reaksi kimia dalam
menghasilkan bahan bakar. Sedangkan konversi biokimiawi merupakan teknologi konversi
yang menggunakan bantuan mikroba dalam menghasilkan bahan bakar.
1. Biobriket
Biomassa lain dengan cara dimampatkan sehingga bentuknya menjadi lebih
teratur. Briket yang terkenal adalah briket batubara namun tidak hanya batubara saja
yang bisa di bikin briket. Biomassa lain seperti sekam, arang sekam, serbuk
gergaji,serbuk kayu, dan limbah-limbah biomassa yang lainnya. Pembuatan briket tidak
terlalu sulit, alat yang digunakan juga tidak terlalu rumit.

2. Pirolisa
8

Pirolisa adalah penguraian biomassa (lysis) karena panas (pyro) pada suhuyang
lebih dari 150°C. Pada proses pirolisa terdapat beberapa tingkatan proses, yaitu pirolisa
primer dan pirolisa sekunder (gambar 2.2). Pirolisa primer adalah pirolisa yang terjadi
pada bahan baku (umpan), sedangkan pirolisa sekunder adalah pirolisa yang terjadi atas
partikel dan gas/uap hasil pirolisa primer. Penting diingat bahwa pirolisa adalah
penguraian karena panas, sehingga keberadaan O2 dihindari pada proses tersebut karena
akan memicu reaksi pembakaran.

Gambar 2. Bagan proses pirolisa dengan energi pembakaran gas hasil pirolisa
3. Gasifikasi
Secara sederhana, gasifikasi biomassa dapat didefinisikan sebagai proses
konversi bahan selulosa dalam suatu reaktor gasifikasi (gasifier ) menjadi bahan
bakar(gambar 2.3). Gas tersebut dipergunakan sebagai bahan bakar motor untuk
menggerakan generator pembangkit listrik. Gasifikasi merupakan salah satu alternative
dalam rangka program penghematan dan di versifikasi energi. Selain itu gasifikasi akan
membantu mengatasi masalah penanganan dan pemanfaatan limbah
pertanian, perkebunan dan kehutanan. Ada tiga bagian utama perangkat gasifikasi, yaitu

: (a)unit pengkonversi bahan baku (umpan) menjadi gas, disebut reaktor
gasifikasiatau gasifier ,(b) unit pemurnian gas, (c) unit pemanfaatan gas.

9

Gambar 3. Skema gasifikasi biomassa dan sistem pembangkit daya
4. Liquification
Liquification merupakan proses perubahan wujud dari gas ke cairan dengan
proses kondensasi, biasanya melalui pendinginan, atau perubahan dari padat ke cairan
dengan peleburan, bisa juga dengan pemanasan atau penggilingan dan pencampuran
dengan cairan lain untuk memutuskan ikatan. Pada bidang energi liquification tejadi
pada batubara dan gas menjadi bentuk cairan untuk menghemat transportasi dan
memudahkan dalam pemanfaatan.
5. Biokimia
Pemanfaatan energi biomassa yang lain adalah dengan cara proses
biokimia. Contoh proses yang termasuk ke dalam proses biokimia adalah hidrolisis,
fermentasi dan an-aerobic digestion. An-aerobic digestion adalah penguraian bahan
organik atau selulosa menjadi CH4 dan gas lain melalui proses biokimia. Adapun
tahapan proses anaerobik digestion adalah diperlihatkan pada Gambar. Selain anaerobic
digestion, proses pembuatan etanol dari biomassa tergolong dalam konversi
biokimiawi. Biomassa yang kaya dengan karbohidrat atau glukosa dapat difermentasi
sehingga terurai menjadi etanol dan CO2. Akan tetapi, karbohidrat harus mengalami
penguraian (hidrolisa) terlebih dahulu menjadi glukosa. Etanol hasil fermentasi pada
umumnya mempunyai kadar air yang tinggi dan tidak sesuai untuk pemanfaatannya
sebagai bahan bakar pengganti bensin. Etanol ini harus didistilasi sedemikian rupa
mencapai kadar etanol di atas 99.5%.

10

Gambar 4.
Skema
Pembentukan
Gas

Bio

D. Prinsip Pembakaran Bahan Bakar
Prinsip pembakaran bahan bakar sejatinya adalah reaksi kimia bahan bakar dengan
oksigen (O). Kebanyakan bahan bakar mengandung unsur Karbon (C), Hidrogen (H) dan
Belerang (S). Akan tetapi yang memiliki kontribusi yang penting terhadap energi yang
dilepaskan adalah C dan H. Masing-masing bahan bakar mempunyai kandungan unsur C
dan H yang berbeda-beda. Proses pembakaran terdiri dari dua jenis yaitu pembakaran
lengkap (complete combustion) dan pembakaran tidak lengkap (incomplete combustion).
Pembakaran sempurna terjadi apabila seluruh unsur C yang bereaksi dengan oksigen hanya
akan menghasilkan CO2, seluruh unsur H menghasilkan H2O dan seluruh S menghasilkan
SO2. Sedangkan pembakaran tak sempurna terjadi apabila seluruh unsur C yang dikandung
dalam bahan bakar bereaksi dengan oksigen dan gas yang dihasilkan tidak seluruhnya CO2.
Keberadaan CO pada hasil pembakaran menunjukkan bahwa pembakaran berlangsung
secara tidak lengkap. Jumlah energi yang dilepaskan pada proses pembakaran dinyatakan
sebagai entalpi pembakaran yang merupakan beda entalpi antara produk dan reaktan dari
proses pembakaran sempurna. Entalpi pembakaran ini dapat dinyatakan sebagai Higher
Heating Value (HHV) atau Lower Heating Value (LHV). HHV diperoleh ketika seluruh air
hasil pembakaran dalam wujud cair sedangkan LHV diperoleh ketika seluruh air hasil
11

pembakaran dalam bentuk uap. Pada umumnya pembakaran tidak menggunakan oksigen
murni melainkan memanfaatkan oksigen yang ada di udara. Jumlah udara minimum yang
diperlukan untuk menghasilkan pembakaran lengkap disebut sebagai jumlah udara teoritis
(atau stoikiometrik). Akan tetapi pada kenyataannya untuk pembakaran lengkap udara yang
dibutuhkan melebihi jumlah udara teoritis. Kelebihan udara dari jumlah udara teoritis
disebut sebagai excess air yang umumnya dinyatakan dalam persen. Parameter yang sering
digunakan untuk mengkuantifikasi jumlah udara dan bahan bakar pada proses pembakaran
tertentu adalah rasio udara-bahan bakar. Apabila pembakaran lengkap terjadi ketika jumlah
udara sama dengan jumlah udara teoritis maka pembakaran disebut sebagai pembakaran
sempurna.

BAB III
PENUTUP

KESIMPULAN
12

Pemanfaatan biomassa perlu dikembangkan dan digunakan dengan semaksimal mungkin.
Jumlah biomassa yang terdapat di Indonesia sangatlah berlimpah, apabila setiap daerah yang
memiliki biomassa dapat memanfaatkan biomassa tersebut, maka Indonesia akan menjadi negara
yang hemat energi dan potensi untuk menimbulkan polusi dari pemanfaatan batu bara sebagai
bahan bakar pembangkit listrik dapat dikurangi. Oleh karena itu kita sebagai generasi penerus
bangsa ini wajib untuk mengembangkan serta dapat menemukan energi-energi terbarukan yang
lainnya yang lebih efektif, modern dan ramah lingkungan pada penduduk sekitarnya, apalagi di
Indonesia ini banyak sekali bahan-bahan dari alam yang dapat kita manfaatkan untuk
menemukan energi terbarukan lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.slideshare.net/fitrahqalbina54/biomassa-35168699

13

https://www.academia.edu/7612195/Pembangkit_Listrik_Tenaga_Biomassa_PLTBM_MAKAL
AH_Untuk_memnuhi_tugas_Pembangkit_Tenaga_Listrik_yang_dibina_oleh_bapak

http://web.ipb.ac.id/~tepfteta/elearning/media/Energi%20dan%20Listrik%20Pertanian/MATERI
%20WEB%20ELP/Bab%20III%20BIOMASSA/indexBIOMASSA.htm

http://kencanaonline.com/index.php?route=product
%2Fproduct&product_id=248#.UloMPIBqYl0.facebook

14