Najamuddin tdk andk 1 teknik (1)
BAHAN AJAR
PERANCANGAN PEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK
lkpp
OLEH :
Prof. Dr. Ir. Nadjamuddin Harun, MS
unhas
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR
KATA PENGANTAR
Buku ajar ini dikembangkan berdasarkan pengajaran ditingkat Strata Satu (S1) dan Strata Dua (S2) untuk bidang Pembangkitan Perencanaan Pembangkitan Tenaga Listrik. Dalam buku ini disajikan teori-teori pembangkitan tenaga listrik dan dilanjutkan dengan perencanaan pembangkitan tenaga listrik untuk mahasiswa teknik elektro.
Diasumsikan bahwa mahasiswa bidang teknik elektro telah mengambil mata kuliah teknik kendali, aljabar linear dan matematika teknik. Pembahasan untuk teori dilanjutkan dengan contoh soal serta diskusi-diskusi tentang simulasi atau model sistem. Pada edisi pertama ini masih banyak kekurangan tetapi diharapkan para pemakai dapat mengembangkan sesuai perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi.
Dalam Bab I telah disampaikan bahwa mata kuliah Pembangkitan dan Perencanaan Pembangkitan Tenaga listrik untuk bidang teknik elektro dengan mempertimbangkan dua aspek yaitu aspek teknik dan ekonomis, mengembangkan sistem untuk memenuhi kebutuhan energi listrik.
perumusan analisis daya baik daya mekanis dan daya listrik dari proses tenaga air dan termis. lkpp
Bab II dijabarkan Karaketeristik Pembangkit Hidro dan Pembangkit Listrik Tenaga Thermal, pada pembahasannya ditekankan pada karakteristik masukan dan keluaran. Bab III menjelaskan Operasi Pembangkit Listrik Tenaga Hidro secara mendasar dan
Bab IV menyajikan Pembangkit Listrik Tenaga Termal. Bab ini menguraikan secara ringkas prinsip kerja, Proses Konversi Energi dan Pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Termal diantaranya PLTG, PLTU, dan PLTGU.
Stabilitas Dinamis pada sistem tenaga listrik. unhas
Bab V membahas tentang Sekuriti Sistem . Pada bab ini disajikan pembahasan mengenai monitoring aliran daya pada sistem interkoneksi dengan menggunakan peralatan “Remote Terminal Unit” (RTU). Pada bab ini juga dikemukakan metode analisis dengan menggunakan algoritma ”Load Flow” dan selanjutnya dilakukan analisa tindakan korektif.
Bab VI dibahas secara singkat tentang Stabilitas “Steady State”, Stabilitas Transient dan
lkpp unhas
Bab VII membahas tentang Operasi Sistem Tenaga Listrik, Bab ini menyajikan operasi sistem secara optimal khususnya Pembangkit Thermal dan dilanjutkan dengan operasi ekonomis pada sistem tenaga listrik.
Bab VIII membahas tentang Pengendalian Sistem Tenaga Listrik . Pada bab ini dibahas secara singkat tentang pengendalian daya aktif dan frekuensi demikian juga pengendalian daya reaktif dan tegangan. Pada Pengendalian sistem transmisi digunakan peralatan FACTS dan hanya dibatasi untuk beberapa komponen FACTS untuk diaplikasikan pada tenaga listrik.
Bab IX membahas tentang Optimalisasi Sistem Tenaga Listrik. Pada bab ini digunakan beberapa metode optimalisasi sistem tenaga listrik diantaranya pemograman liniear, metode pemograman dinamis, metode merit order, metode pemograman gradient orde dua dan optimasi sistem tenaga listrik dengan metode logika samar ( Fuzzy Logic).
lkpp
Penyusun berterima kasih kepada teman-teman yaitu Muhammad Syahwil,
A. Muhammad Syafar, dan A. Nur Putri. Atas bantuannya dalam menyusun buku ajar ini dalam bentuk sederhana. Penulis juga mengharapkan koreksi perubahan dari pihak-pihak yang berkecimpun dalam bidang teknik elektro. Akherulkalam bersyukur kepada Allah Yang Maha Esa atas limpahan Rahmat-nya kepada kita sekalian.
Makassar, November 2011
Prof.Dr.Ir.H.Nadjamuddin Harun. MS
unhas
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ……………………………………………………….. i DAFTAR ISI ………………………………………………………………….
iii
BAB I
PENDAHULUAN ……………………………………………...
BAB II KARAKTERISTIK PEMBANGKIT HIDRO DAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA THERMAL …………
2.1 Karakteristik Input Output Pembangkit Listrik Tenaga Thermal…………………………………………………….
2.2 Karakteristik Input Output Pembangkit Listrik Tenaga Hidro ……………… . . . . . ……………………………….
lkpp
2.3 Laju Pertambahan Pemakaian Bahan Bakar……………….
2.4 Kendala-Kendala Operasi Pada Pusat Pembangkit Listrik…
2.5 Kendala-Kendala Operasi Pada Pusat Listrik Tenaga Gas…
2.6 Kendala-Kendala Operasi Pada Pusat Listrik Tenaga Diesel……………………………………………………….
2.7 Kendala-Kendala Operasi Pada Pusat Listrik Tenaga Uap…
BAB III
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA HIDRO . . . . . . . . . . . ..
unhas 4.1 Pembangkit Listrik Tenaga Gas . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 40
3.1 Klasifikasi Pembangkit Listrik Tenaga Hidro . . . . . . . . . .. .
3.2 Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro……...…...…...…...
3.3 Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro . . ……...…...…...…
3.4 Pembangkit Listrik Tenaga Air ……………………………
BAB IV
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA THERMAL ........
4.2 Pembangkit Listrik Tenaga Uap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Pembangkit Listrik Tenaga Gas-Uap . . . . . . . . . . . . . . . . . .
BAB V
SEKURITI SISTEM TENAGA LISTRIK ................
5.1 Pendahuluan…………………….. . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
5.2 Sistem Monitoring Tenaga Listrik. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .
5.3 Analisis Kontigensi Sistem Tenaga Listrik……….. . . . . . .
5.4 Analisis Korektif Sistem Tenaga Listrik………………….
BAB VI
STABILITAS SISTEM TENAGA LISTRIK ..............
6.1 Pendahuluan…… . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2 Stabilitas Steady State Sistem Tenaga Listrik . . . . . . . . . . ..
6.3 Stabilitas Transient Sistem Tenaga Listrik………………...
6.4 Stabilitas Dinamis Sistem Tenaga Listrik………………….
lkpp 6.11 Apalikasi Pada Gangguan Tiga Fasa…………………… 121
6.5 Perasamaan Ayunan………..………………………………
6.6 Pemodelan Mesin Sinkron Pada Studi Kestabilan…………
6.7 Pemodelan Mesin Sinkron Memperhitungkan Saliency…...
6.8 Stabilitas Steady State dengan Gangguan-gangguan Kecil..
6.9 Stabilitas Transient dengan Kriteria Sama Luas…………..
6.10 Aplikasi Pada Penambahan Daya Input Tiba-tiba………
6.12 Pemecahan Numerik Pada Persamaan Non-linear………
unhas 7.1.2 Pemodelan Biaya Bahan Bakar Pembangkit Thermal…… 142
6.13 Pemecahan Numerik Pada Persamaan Ayunan………….
6.14 Sistem Multi-Mesin……………………………………...
6.15 Stabilitas Transient Multi-Mesin………………………… 136
BAB VII
OPERASI SISTEM TENAGA LISTRIK ...............… 141
7.1 Operasi Optimal Sistem Tenaga Listrik . . . . . . . . . . . . . .. 141
7.1.1 Pendahuluan …………………………………………….. 141
7.1.3 Operasi Optimal Pembangkit Listrik Tenaga Thermal…... 147
7.1.4 Perhitungan Rugi-rugi Transmisi………………………… 151
7.2.2 Operasi Ekonomis Dengan Mengabaikan Rugi-rugi Saluran Transmisi……………………………………….
160
7.2.3 Operasi Ekonomis Dengan Memperhitungkan Rugi-rugi Saluran Transmisi……………………………………….
161 BAB VIII PENGENDALIAN SISTEM TENAGA LISTRIK .........
165
8.1 Pendahuluan…………………………………………………
165
8.2 Pengendalian Daya Aktif dan Frekuensi……………………
166
8.3 Pengendalian Daya Reaktif dan Tegangan………………….
172
8.4 Pengendalian Sistem Tenaga Listrik dengan FACTS………. 181
BAB IX
OPTIMASI SISTEM TENAGA LISTRIK . . . . . . . .. ……….. 186
lkpp
9.1 Pendahuluan…………………………………………………
186
9.2 Optimasi Sistem Tenaga Listrik Metode Liniear Programing…………………………………………………..
187
9.3 Optimasi Sistem Tenaga Listrik Metode Program Dinamis..
191
9.4 Optimasi Sistem Tenaga Listrik Metode Merit Order………
206
9.5 Optimasi Sistem Tenaga Listrik Metode Gradien Orde Dua.. 211
9.6 Optimasi Sistem Tenaga Listrik Metode Fuzzy Logic……...
214
unhas
DAFTAR PUSTAKA
lkpp unhas
BAB I PENDAHULUAN
Sebagai bagian dari tata dunia baru di era persaingan pasar global, Indonesia dituntut untuk mampu melahirkan manusia-manusia yang berkualitas dan mampu memainkan peran sebagai garda depan persaingan antar bangsa-bangsa. Untuk itu perlu adanya kerja keras dari semua komponen bangsa dalam menghadapi persaingan tersebut. Atas dasar realitas dan tantangan masa depan tersebut maka menyiapkan individu-individu yang berkualitas dengan sejumlah karakteristik menjadi kebutuhan yang tidak dapat ditawar lagi. Salah satu cara untuk mempersiapkan bangsa Indonesia untuk menghadapi persaingan yang semakin ketat tersebut adalah dengan meningkatkan kualitas sumber daya manusia yang ada melalui pendidikan.
Pendidikan adalah suatu usaha untuk mencerdaskan bangsa, investasi jangka panjang yang memerlukan usaha dan dana yang cukup besar. Pendidikan juga merupakan usaha sadar dan terencana untuk mewujudkan suasana belajar dan proses pembelajaran agar peserta didik secara aktif mengembangkan potensi dirinya untuk memiliki kekuatan spiritual keagamaan, pengendalian diri, kepribadian, kecerdasan, akhlak mulia, serta keterampilan yang diperlukan dirinya dan masyarakat.
jurusan Teknik Elektro, konsenstrasi Teknik Energi Elektrik lkpp pada Fakultas Teknik
Perancangan Pembangkitan Tenaga Listrik merupakan salah satu mata kuliah wajib pada
Universitas Hasanuddin yang disajikan pada Semester tiga setiap tahun ajaran. Mata kuliah ini memberikan gambaran tentang perencanaan sistem pembangkitan dengan mempertimbangkan dua aspek yaitu aspek ekonomis dan aspek teknis, mengembangkan sistem untuk memenuhi kebutuhan energi listrik dari pemakai energi (demand) secara kontinu dan memenuhi kualitas yang diinginkan dengan analisis demand dan evaluasi sumber-sumber energi yang ada, sehingga akan tercapai keseimbangan antara pemasok (supply) energi dan pemakai energi (demand). Ada 4 kriteria kunci yang perlu diketahui dari mata kuliah ini adalah Economic Viability, Technical Fesiability, Financial Security dan Inveronmental Asceptability.
Proses pembelajaran yang digunakan saat ini berupa kuliah tatap muka dan unhas
diskusi/presentasi kelompok. Dengan adanya proses pembelajaran ini diharapkan penilaian yang dilakukan tidak hanya dari segi kognitif saja tetapi juga termasuk segi afektif. Selain diskusi/presentasi kelompok. Dengan adanya proses pembelajaran ini diharapkan penilaian yang dilakukan tidak hanya dari segi kognitif saja tetapi juga termasuk segi afektif. Selain
Perancangan Pembangkitan Tenaga Listrik merupakan mata kuliah dengan Jumlah peserta setiap kelasnya berkisar 22 orang. Nilai angka rata-rata yang diperoleh sebesar 90 dimana nilai ini setara dengan nilai A.
Tabel Jumlah Mahasiswa yang Memperoleh Nilai A-E
Nilai
Jumlah Mahasiswa
A 10
A-
Dari Tabel diatas dapat disimpulkan bahwa hasil dari proses pembelajaran sudah cukup baik sesuai yang diharapkan. Dengan adanya bahan ajar ini, diharapkan dapat lebih meningkatkan kualitas pembelajaran dan memudahkan mahasiswa dalam menguasai materi- lkpp materi perkuliahan secara sistematis, disisi lain kurangnya buku bacaan dalam bahasa indonesia yang dapat diakses oleh mahasiswa juga menjadi salah satu kendala, sehingga keberadaan bahan ajar ini sangat penting dalam proses belajar mengajar dikelas.
adalah sebagai berikut : unhas
Bahan ajar ini juga dapat di-download di website milik Universitas Hasanuddin ( sistem pembelajaran berbasis Learning Management System /LMS) sehingga memudahkan mahasiswa dalam mengakses materi perkuliahan setiap saat.
Sistematika penulisan buku ajar ini terbagi dalam 9 (Sembilan) Bab dengan harapan maksud dan tujuan dari penulisan ini dapat terangkum seluruhnya. Pembagian Bab tersebut
BAB I
: Pendahuluan Bab pendahuluan menggambarkan secara singkat deskripsi mata kuliah
Bab ini mencakup karakteristik input output pembangkit listrik tenaga thermal, karakteristik input output pembangkit listrik tenaga hidro, dan kendala-kendala operasi pada pusat pembangkit listrik (PLTA, PLTD, PLTG dan PLTU ).
BAB III
: Pembangkit Listrik Tenaga Hidro Bab ini menguraikan secara ringkas prinsip kerja, proses konversi energi dan masalah operasi pada pembangkit listrik tenaga hidro, yakni PLTMH, PLT Minihidro (PLTM) dan PLTA.
BAB IV
: Pembangkit Listrik Tenaga Thermal Bab ini menguraikan secara ringkas prinsip kerja, proses konversi energi dan masalah operasi pada pembangkit listrik tenaga thermal, yakni PLTG, PLTU dan PLTGU.
lkpp
BAB V
: Sekuriti Sistem Tenaga Listrik Bab ini membahas fungsi sekuriti pada sistem tenaga listrik yaitu sistem monitoring, analisis kontigensi dan analisis tindakan korektif.
BAB VI
: Stabilitas Sistem Tenaga Listrik Bab ini membahas Stabilitas Steady State, Stabilitas Transient dan Stabilitas Dinamis pada sistem tenaga listrik.
BAB VII
: Operasi Sistem Tenaga Listrik Bab ini mencakup operasi optimal dan ekonomis pada sistem tenaga listrik dengan atau tanpa memperhitungkan rugi-rgi saluran transmisi.
unhas optimasi sistem tenaga listrik metode linear programming, optimasi sistem
BAB VIII
: Pengendalian Sistem Tenaga Listrik Bab ini mencakup pengendalian daya aktif dan frekuensi pengendalian daya reaktif dan tegangan, seerta pengendalian dengan FACTS pada
sistem tenaga listrik.
BAB IX
: Optimasi Sistem Tenaga Listrik Bab ini membahas beberapa metode optimasi sistem tenaga listrik yaitu
tenaga listrik metode Program Dinamis, optimasi sistem tenaga listrik metode Merit Order, optimasi sistem tenaga listrik metode Gradien Orde
Garis Besar Rencana Pembelajaran (GBRP
Nama / Kode Mata Kuliah
: PERANCANGAN PEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK
Kompetensi Sasaran
: Kompetensi Utama:
Kemampuan merencanakan pembangkitan sistem tenaga dengan memprtimbangkan aspek ekonomis dan teknis
Kompetensi Pendukung:
dalam perencanaan
pembangkitan energi listrik.
2. Mahasiswa mengembangkan kemampuan bekerjasama, baik sebagai ketua maupun anggota dari sebuah tim kerja.
Sasaran Belajar
1. Mahasiswa memahami prinsip perancangan pembangkitan secara ekonomis dan teknis.
2. Mahasiswa mampu mengutarakan pendapat di depan orang banyak dan menjawab pertanyaan dari audience.
3. Mahasiswa mampu berdiskusi secara kelompok dan mengutarakan pendapat.
pembangkitan lkpp Pengembangannya
4. Mahasiswa mampu menganalisis literatur yang menggunakan bahasa Inggris
Model Pembelajaran
: Project Based Learning
Minggu Bobot Sasaran
Kriteria ke-
Penilaian Nilai Pembelajaran
Strategi
Materi Pembelajaran
Kontrak Kuliah/Pengantar Ceramah
mengetahui tujuan
Perancangan
perancangan
Pembangkitan dan Tren
2 Mahasiswa
Karakteristik Input
Ceramah/Lapor
- Kedalama menyebutkan
mampu
Output Pembangkit
an
n materi karakteristik
Listrik Tenaga
unhas
- Referensi pembangkit
Thermal
yang thermal dan hidro
Karakteristik Input
Output Pembangkit
sesuai.
- Format 5% Kendala-Kendala Paper
Listrik Tenaga Hidro
Operasi Pada Pusat Pembangkit Listrik thermal dan hidro, PLTA,PLTG,PLTU,P LTGU.
3 Mahasiswa mampu Klasifikasi
- Kedalaman menjelaskan
Ceramah
materi prinsip kerja,
Pembangkit Listrik
- Kemampuan proses konversi
Tenaga Hidro
Diskusi energy dan
Pembangkit Listrik
masalah operasi 5% Pembangkit Listrik pada pembangkit
Tenaga Mikrohidro
Diskusi
Tenaga Minihidro
hidro PLTMH,
Pembangkit Listrik
PLTM dan PLTA
Tenaga Air
4-5 Mahasiswa mampu
Ceramah
menjelaskan
- Kedalaman prinsip kerja,
Pembangkit Listrik
materi proses konversi
Tenaga Gas
- Kemampuan energy dan
Pembangkit Listrik
Diskusi 5% masalah operasi
Tenaga Uap
Diskusi
Pembangkit Listrik
pada pembangkit
Tenaga Gas-Uap
thermal PLTG,
Cogeneration
PLTU dan PLGU
6-8 Mahasiswa
Sistem Monitoring
Presentase
system tenaga lkpp Sistem Tenaga Diskusi - Kemampuan
- Kedalaman memahami dan
mampu
Tenaga Listrik
materi menjelaskan
Analisis Kontigensi
5% pentingnya fungsi
Sistem Tenaga Listrik
- Kemampuan
Diskusi sekuriti pada
Analisis Korektif
Diskusi
Sistem Tenaga Listrik
tenaga listrik . 9 Mid Test
Mid Test
Mahasiswa
- Kedalaman mampu
Stabilitas Steady
Presentase
materi memahami
State Sistem Tenaga
- Kemampuan stabilitas pada
Listrik
Stabilitas Transient
Stabilitas Dinamis
- Kemampuan
Sistem Tenaga
Diskusi 5%
unhas
Listrik
pendapat
Perasamaan Ayunan
kelompok
dan pemodelan Mesin Sinkron Pada Studi Kestabilan
13 Mahasiswa
- Kedalaman mampu
Operasi Optimal
Presentase
materi memahami
Sistem Tenaga
- Kemampuan operasi system
Listrik
presentasi tenaga listrik
Operasi Ekonomis
Sistem Tenaga
Diskusi kelompok
14 Mahasiswa Simulasi
- Kedalaman Mampu
Project/Tugas
materi melakukan
pengendalian daya
Besar
- Kemampuan simulasi
aktif dan frekuensi
Simulasi presentasi pengendalian
- Kemampuan pembangkitan
pengendalian daya
Menjawab 5% tenaga listrik
reaktif dan tegangan
Simulasi - Kemampuan
pendapat kelompok
15 Mahasiswa Optimasi Sistem
- Kedalaman mampu
Ceramah., Tugas
materi memahami
Tenaga Listrik
dan presentase
- Kemampuan metode-metode
Metode Liniear
presentasi optimasi system
Programing
Optimasi Sistem - Kemampuan tenaga listrik
Tenaga Listrik
Menjawab
Metode Program
- Kemampuan
lkpp unhas
Diskusi Optimasi Sistem
Dinamis
pendapat
Tenaga Listrik
kelompok 5%
Metode Merit Order Optimasi Sistem
Tenaga Listrik Metode Gradien Orde Dua
Optimasi Sistem
Tenaga Listrik Metode Fuzzy Logic
16 Final Test Final Test 35%
lkpp unhas
BAB II KARAKTERISTIK PEMBANGKIT HIDRO DAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA THERMAL
Karakteristik pembangkit merupakan modal dasar dalam melakukan pengaturan ouput pembangkit untuk menekan pembiayaan bahan baku energi. Melalui karakteristik pembangkit ini dibuat model matematisnya sehingga dapat dilakukan proses optimasi dalam memperoleh optimum ekonomi biaya pembangkitan.
2.1 KARAKTERISTIK INPUT OUTPUT PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA THERMAL
Karakteristik ini menyetarakan hubungan antara input pembangkit sebagai fungsi dari output pembangkit. Persamaan karateristik input-output pembangkit menyatakan hubungan antara jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan daya tertentu pada pembangkit tenaga listrik yang didekati dengan fungsi binomial, yaitu :
lkpp
Keterangan :
F = input bahan bakar (liter/jam)
P = output daya pembangkit (MW) a,b,c = konstanta persamaan persamaan input output diperoleh dengan mengolah data operasi pembangkit dengan menggunakan Metode Kuadrat Terkecil ( Least Square Methode ). Apabila terdapat N data daya keluaran P i dan jumlah bahan bakar F i , konstanta persamaan dengan menyelesaikan persamaan (2.1).
Apabila pada unhas pusat pembangkit terdapat unit pusat pembangkit yang memiliki
persamaan input-output yang berbeda. Untuk tujuan penjadwalan pembangkit tenaga persamaan input-output yang berbeda. Untuk tujuan penjadwalan pembangkit tenaga
Dimisalkan suatu pusat pembangkit listrik yang terdiri dari m buah unit pembangkit dengan masing-masing persamaan karakteristik input-output sebagai berikut :
Untuk mendapatkan sebuah persamaan ekuivalen dari m buah persamaan digunakan rumus :
lkpp
Koefesien persamaan
diperoleh dengan menyelesaikan persamaan (2.6 ) berikut :
unhas
2.2 KARAKTERISTIK INPUT OUTPUT PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA HIDRO
Karateristik input-output dari pembangkit tenaga listrik hidro menggambarkan hubungan antara input kepenggerak mula (turbin) berupa jumlah air yang dialirkan diantara sudu- sudu turbin persamaan waktu dengan output daya dari generator. Output dari pembangkit listrik hidro adalah daya yang dikirim keluar yaitu net output generator dikurangi dengan
daya untuk pemakaian sendiri seperti untuk pompa, pengisian baterai dan peralatan penunjang lainnya .
Daya output generator sebagai fungsi dari tinggi terjun dan debit air dapat dinyatakan sebagai berikut :
Suatu bentuk alternative dari persamaan di atas dapat diperoleh dengan mendefenisikan variabel efesiensi baru G sebagai berikut :
lkpp unhas
Sehingga menghasilkan persamaan (2.9),
Untuk ketinggian air yang konstan bentuk karateristik tersebut dapat digambarkan seperti gambar 2.1.
Oleh karena tinggi terjun air dianggap konstan, maka besar debit air sebagai fungsi daya output pembangkit akan didekati dengan persamaan polynomial orde dua yaitu :
Persamaan laju pertambahan pemakaian air ( incremental Water Rate ) diperoleh dari turunan pertama persamaan input-output, yaitu :
lkpp
2.3 LAJU PERTAMBAHAN PEMAKAIAN BAHAN BAKAR ( Incremental Fuel Rate )
Laju pertambahan pemakaian bahan bakar (IFR) menggambarkan hubungan antara perubahan masukan dan perubahan keluaran yang sesuai dengan perubahan tersebut. Secara sistematis dapat dituliskan sebagai berikut :
unhas
Bila perubahannya sangat kecil ( mendekati nol), maka persamaan (2.13) dapat dinyatakan seperti :
Kurva karakteristik laju pertambahan bahan bakar pembangkit thermal diperlihatkan pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Kurva karakteristik laju pertambahan pemakaian bahan bakar untuk pembangkit thermal.
lkpp
Sebenarnya input dalam kurva pertambahan biaya produksi (Incremental Production Cost-IPC) pembangkit tenaga listrik termal tidak hanya meliputi bahan bakar, melainkan juga mencakup biaya operasi lainnya. Namun karena komponen biaya bahan bakar jauh lebih besar daripada komponen biaya lain, maka biaya produksi (production cost) dianggap sebagai biaya bahan bakar ( fuel cost).
Kurva pertambahan biaya produksi atau kurva biaya bahan bakar memberikan informasi tentang perbedaan segi ekonomis operasi setiap unit pembangkit tenaga listrik.
Kurva pertambahan biaya produksi bahan bakar diperoleh dengan mengalikan jumlah bahan bakar dengan harga satuan bahan bakar, sehingga dari karakteristik ini dapat dilakukan penjadwalan pembangkitan yang ekonomis.
unhas
2.4 KENDALA-KENDALA OPERASI PADA PUSAT LISTRIK TENAGA AIR
Tidak terdapatnya proses pembakaran sehingga tidak ada perubahan suhu yang besar pada bagian-bagian PLTA, merupakan faktor yang sangat mengurangi kendala operasi pada PLTA. Kendala operasi dari unit PLTA tidak sebanyak pada unit PLTU terutama untuk keadaan dinamis PLTA umumnya dapat cepat distart dan lebih mudah mengalami Tidak terdapatnya proses pembakaran sehingga tidak ada perubahan suhu yang besar pada bagian-bagian PLTA, merupakan faktor yang sangat mengurangi kendala operasi pada PLTA. Kendala operasi dari unit PLTA tidak sebanyak pada unit PLTU terutama untuk keadaan dinamis PLTA umumnya dapat cepat distart dan lebih mudah mengalami
1. Beban Maksimum
Beban maksimum pada unit PLTA pada umumnya dapat mencapai nilai nominal seperti yang tertera dalam spesifikasi pabrik. Dalam prakteknya nilai nominalnya ini kadang-kadang tidak dapat tercapai ini dikarenakan ada bagian berputar (totaring part) yang kurang sempurna atau proses yang kurang baik kedudukannya sehingga timbul suhu atau getaran yang berlebihan. Ada pereparat (Seal) yang kurang baik sehingga air yang bertekanan tidak melalui rotor turbin tetapi langsung mengalir ke pipa pembuangan. Kurang tingginya permukaan air dalam kolam tando sehingga tinggi terjun tidak cukup. Kurang daripada nilai yang disyaratkan oleh spesifikasi pabrik. Hal semacam ini kadang-kadang terjadi pada musim kemarau.
lkpp
2. Beban Minimum
Beban minimum pada unit PLTU disyaratkan karena pemakaian air tidak semata mata untuk pembangkit tetapi juga digunakan uintuk keperluan lainnya. PLTA serba guna misalnya dimana airnya juga dipakai untuk irigasi, ada syarat air minuman yang harus keluar dan PLTA untuk keperluan irigasi sehingga hal ini juga mensyaratkan
beban minimum bagi PLTA. Hal ini serupa juga terjadi apabila air keluar dari PLTA digunakan untuk pelayanan air minum.
3. Kecepatan Perubahan Beban
unhas
Untuk PLTA masalah kecepatan perubahan beban dapat dilakukan dengan cepat jika dibandingkan dengan unit pembangkit lainnya. Unit PLTA umumnya dapat diubah bebannya dari 0% sampai 100% dalam waktu kurang dari setengah menit.
4. Perhitungan Cadangan Berputar
Untuk unit PLTA, cadangan berputar dapat dianggap sama dengan kemampuan maksimum dikurangi dengan beban sesaat dari unit.
2.5 KENDALA-KENDALA OPERASI PADA PUSAT LISTRIK TENAGA GAS
Karena unit PLTG adalah unit pembangkit yang termahal biaya operasinya khususnya termahal biaya bahan bakarnya maka diinginkan agar unit PLTA beroperasi dalam waktu yang sependek mungkin, misalnya pada waktu beban puncak atau pada waktu ada kerusakan/gangguan unit lain (sebagai unit cadangan). Tetapi dilain pihak men-start dan men-stop unit PLTG akan menambah keausan unit tersebut sehingga merupakan kendala operasi yang harus diperhitungkan.
Pada PLTG turbin gas diputar oleh gas hasil pembakaran yang suhunya ± 900 0 C, operasi dengan gas yang bersuhu tinggi inilah merupakan sebab utama timbulnya keausan apabila unit PLTG mengalami start-stop sehingga merupakan kendala operasi seperti tersebut diatas. Beban operasional pada unit PLTG perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut:
Operasi dengan gas bersuhu tinggi inilah yang merupakan sebab utama timbulnya keausan apabila unit PLTG mengalami start-stop yang merupakan kendala operasi.
lkpp
Dalam operasi PLTG perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut :
1. Beban Maksimum Dalam spesifikasi teknik PLTG disebut dua macam rating kemampuan yaitu :
a. Base Load Rating yang menggambarkan kemampuan unit untuk melayani beban terus menerus.
b. Peak Load Rating yang menggambarkan kemampuan unit untuk melayani beban selama dua jam. Peak load rating besarnya kurang lebih 10% diatas base load
rating. Seperti telah diuraikan diatas, unit PLTG beroperasi pada suhu tinggi. Hal ini mudah menimbulkan karosi suhu tinggi apabila bahan bakar banyak mengandung vanadium, potassium atau sodium. Dalam praktek spesifikasi berkuis untuk bahan bakar menjadi dua hal ini dinyatakan dengan batas metallic content yang tidak boleh dilampaui, berkisar pada nilai satu part permillion berat (ppm). Masalah kwalitas bahan bakar, suhu gas hasil pembakaran beserta metallic content inilah faktor utama yang membatasi beban maksimum dari turbin gas.
unhas
Unit PLTG dilengkapi daya speed tronic card yang secara otomatis melalui governer akan mengurangi beban dari unit apabila ia mendeteksi tegangan yang diperbolehkan.
Untuk beban yang sama suhu gas hasil pembakaran ini bisa naik karena proses pembakaran yang tidak sempurna misalnya karena pengaruh bahan bakar kurang sempurna kerjanya.
2. Beban Minimum Batas beban minimum untuk unit PLTG tidak disebabkan karena alus melainkan lebih disebabkan oleh masalah ekonomi yaitu efisiensi yang mudah pada beban yang rendah.
lkpp
unhas
Gambar 2.3 kurva Biaya Minimum
Pada gambar diatas tampak bahwa : Pada beban 100% bb minyak dilampaui 0,346 l/kwh Pada beban 75% bb minyak dilampaui 0,335 l/kwh Pada beban 50% bb minyak dilampaui 0,443 l/kwh Pada beban 25% bb minyak dilampaui 0,645 l/kwh
Apabila harga bahan bakar yang dipakai adalah HSD ril dengan harga Rp. 2200/ liter
maka ini berarti bahwa pada beban 100% biaya bahan bakar Rp. 761,2/kwh sedang pada beban 25% Rp. 1419/kwh.
3. Kecepatan Perubahan Beban Umumnya PLTG dapat dirubah bebannya dari 0% menjadi 100% dalam waktu kurang dari 15 menit, sehingga bagi tiap termis termasuk unit yang dapat dirubah bebannya secara cepat. Tetapi jika diinput bahwa unit PLTG beroperasi dan suhu gas pembakaran yang tinggi maka perubahan beban berarti perubahan suhu yang sudah kecil pada beroperasi bagian turbin gas dan menambah keausan. Juga perlu diinput bahwa penambah beban yang rendah maka sebaiknya unit PLTG tidak diubah-ubah beban tetapi diusahakan berbeban mendekati penuh (80%) dan kawat. Perubahan beban PLTG dilakukan dalam keadaan darurat.
4. Perhitungan Cadangan Berputar Karena kemampuannya untuk menambah beban yang relatif cepat seperti telah diusulkan diatas maka cadangan berputar yang dapat diperhitungkan pada unit PLTG adalah sama dengan kemampuan maksimum dikurangi dengan beban sesaat dari unit. Tetapi sebaiknya juga diadakan perubahan beban. PLTG sebaiknya dioperasikan untuk menangani beban puncak. Dalam operasi tenaga listrik seringkali ada pembangkit start dan stop dalam setiap hari, minggu.
lkpp
PLTG memberikan konsekuensi biaya yang lain dari pada unit PLTU. Pada PLTG perlu disuplai pada start-stop 300 kali atau setelah mengalami sejumlah jam operasi
tertentu tergantung pada mode of operation. Perhitungan untuk menentukan time between combustion inspection unit PLTG
F x S x (6x + 3y – z) 7500 + 10% (2.15) Dimana :
unhas
F = Fuel factor yang besarnya bergantung kepada bahan bakar yang dipakai.
1.0 untuk bahan bakar pada alami =
1.4 untuk HSD S
= Start faktor yang besarnya tergantung kepada sekali berapa jam unit PLTG di star besarnya adalah :
Start/waktu jam
S = start faktor
X= Jumlah jam operasi yang melampaui peak rating. Y= Jumlah jam operasi yang melampaui normal rating tetapi masih di bawah peak
rating. Z = Jumlah jam operasi di bawah normal rating
2.6 KENDALA-KENDALA OPERASI PADA PUSAT LISTRIK TENAGA DIESEL
PLG yang terpelihara dengan baik praktis tidak mempunyai kendala operasi. Dapat di start stop dengan cepat tanpa banyak menambah keausan, pemakaian bahan bakarnya lebih hemat daripada PLTG tetapi masih lebih mahal dibanding dengan PLTU.
lkpp
Walaupun pada PLTD praktis tidak ada kendala operasi, tetapi seperti juga pada unit pembangkit lainnya secara operasional perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut :
1. Beban Maksimum
Beban maksimum dari PLTD seringkali tidak bisa mencapai nilai yang tertulis dalam spesifikasi pabrik karena ada bagian-bagian dari mesin diesel yang tidak bekerja dengan sempurna.Misalnya pada beban 90% suhu gas buang sudah mencapai suhu
maksimum yang diperbolehkan sehingga beban tidak boleh dinaikkan lagi. Suhu gas buang yang tidak tinggi ini bisa disebabkan karena pengabut kurang baik kerjanya atau karena turbo charger sudah kotor sehingga tekanan udara yang masuk ke silinder kurang tinggi.
efisiensinya standar seperti pada name plate.Disamping biaya operasi tinggi pada unhas
2. Beban Minimum
Tidak ada hal yang membatasi beban minimum pada unit PLTD. Hanya saja pada unit PLTD sering dibebani rendah, misalnya kurang dari 50% maka biaya operasinya bertambah mahal jika dibebani minimum,sehingga lebih baik dibebani maksimum
beban rendah juga efisiensinya menjadi rendah.
3. Kecepatan Perubahan Beban
Pada PLTD umumnya dapat diubah bebannya dari 0% menjadi 100% dalam waktu kurang dari 10 menit. Oleh karena kemampuannya yang cepat dalam mengikuti perubahan beban, unit PLTD baik dipakai untuk turut mengatur frekuensi sistem hanya sayangnya seperti telah diuraikan diatas kemampuan dayanya relatif kecil dibanding dengan unit-unit pembangkit lainnya.
4. Perhitungan Cadangan Berputar
Mengingat kemampuannya dalam mengikuti perubahan beban seperti diuraikan diatas maka cadangan berputar yang dapat diperhitungkan adalah sama dengan kemampuan maksimum dikurangi dengan beban sesaat.
b. Perubahan daya persatuan waktu yang lkpp terbatas kira-kira5% per menit. Hal ini
2.7 KENDALA-KENDALA OPERASI PADA PUSAT LISTRIK TENAGA UAP
Dari segi operasional PLTU paling banyak kendalanya khususnya dalam kondisi dinamis, hal ini disebabkan banyaknya kendala komponen dalam PLTU yang harus diatasi. Kendala operasi yang terdapat pada PLTU adalah :
a. Starting Time (waktu yang diperlukan untuk menstart) yang relatif lama, bisa
mencapai 6 sampai 8 jam apabila star dilakukan dalam keadaan dingin.
disebabkan karena proses star memerlukan waktu lama yaitu pada PLTU minyak adalah memerlukan waktu
2 jam jika distar dalam keadaan dingin, maupun perubahan
unhas
daya dalam PLTU cukup lambat, menyangkut pula berbagai perubahan suhu yang selanjutnya menyebabkan produksi uap tidak mencapai suhu minimal 500 derajat Celsius sehingga energi panas yang dikandungnya untuk proses expansi tidak tercapai dengan sempurna.
Untuk keperluan operasional pada PLTU perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut :
1. Beban Maksimum 1. Beban Maksimum
2. Beban Minimum
Beban minimum dari PLTU berkisar disekitar 25%. Pembatasan ini biasanya berhubungan dengan masalah kontrol karena pada beban rendah banyak yang hubungannya tidak linear sehingga menyulitkan kerjanya alat-alat kontrol disamping itu pula beban rendah nyala api menjadi kurang stabil dan mudah padam.
3. Kecepatan Perubahan Beban
Kecepatan perubahan beban pada unit PLTU harus menurut pada petunjuk Instruction Manual yang dibuat oleh pabrik. Kecepatan perubahan beban yang mampu dilakukan oleh unit PLTU tergantung pada kepada posisi beban permulaan dalam kaitannya dengan sistem bahan bakar dan sistem pengisian air ketel. Ada PLTU yang didisain apabila bebannya kurang dari 50% harus ada burner yang dimatikan dan juga ada pompa pengisian air ketel yang dihentikan. Untuk menaikkan bebannya misalnya dari
lkpp
40% ke 80%, tahapnya terbagi dua yaitu dari 40% sampai 50%, kemudian berhenti sesaat untuk menyalakan burner tambahan dan pompa air pengisian ketel tambahan,
baru setelah burner tambahan dan pompa air pengisian ketel tambahan bekerja normal beban dapat dinaikkan dari 50% sampai dengan 80%.
unhas
4. Perhitungan Cadangan Berputar
Untuk kondisi seperti diuraikan diatas, apabila unit pembangkit berbeban 40% maka unit harus dianggap mempunyai cadangan berputar sebesar 50% - 40% : 40%, kalau unit dalam keadaan 60% maka cadangan berputarnya bisa dianggap 100% - 60% : 40%.
BAB III PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA HIDRO
3.1 KLASIFIKASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA HIDRO
Pada dasarnya suatu pembangkit listrik tenaga hidro berfungsi untuk mengubah potensi tenaga air yang berupa aliran air (sungai) yang mempunyai debit dan tinggi jatuh (head) untuk menghasilkan energi listrik.
Secara umum Pusat Listrik Tenaga Air terdiri dari :
1) Pembangkit listrik tenaga mikrohidro,
2) Pembangkit listrik tenaga minihidro, dan
3) Pembangkit listrik tenaga Air. Pembangkit listrik tenaga hidro dapat dikatagorikan dan diklasifikasikan sesuai besar daya yang dihasilkannya, sebagaimana diperlihatkan pada tabel berikut:
(Sumber : Severn Wye Energi Agency, www.swea.co.uk) lkpp
No. JENIS
DAYA / KAPASITAS
1. PLTA
> 5 MW ( 5.000 kW).
2. PLTM
100 kW < PLTM < 5.000 kW
3. PLTMH
< 100 kW
3.2 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO
Secara ekonomi, biaya operasi unhas dan perawatannya relatif murah, sedangkan biaya
Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) adalah pembangkit listrik berskala kecil (kurang dari 100 kW), yang memanfaatkan tenaga (aliran) air sebagai sumber penghasil energi. PLTMH termasuk sumber energi terbarukan dan layak disebut clean energi
karena ramah lingkungan. Dari segi teknologi, PLTMH dipilih karena konstruksinya sederhana, mudah dioperasikan, serta mudah dalam perawatan dan penyediaan suku cadang.
investasinya cukup bersaing dengan pembangkit listrik lainnya. Secara sosial, PLTMH mudah diterima
masyarakat luas (bandingkan misalnya dengan Pembangkit Listrik masyarakat luas (bandingkan misalnya dengan Pembangkit Listrik
3.2.1 Prinsip kerja PLT Mikrohidro
PLT Mikrohidro pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air saluran irigasi, sungai atau air terjun. Aliran air ini akan memutar poros turbin sehingga menghasilkan energi mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator dan menghasilkan listrik.
Pembangunan PLTMH perlu diawali dengan pembangunan bendungan untuk mengatur aliran air yang akan dimanfaatkan sebagai tenaga penggerak PLTMH. Bendungan ini dapat berupa bendungan beton atau bendungan beronjong. Bendungan perlu dilengkapi dengan pintu air dan saringan sampah untuk mencegah masuknya kotoran atau endapan lumpur. Bendungan sebaiknya dibangun pada dasar sungai yang stabil dan aman terhadap banjir.
lkpp
Di dekat bendungan dibangun bangunan pengambilan (intake). Kemudian dilanjutkan dengan pembuatan saluran penghantar yang berfungsi mengalirkan air dari intake. Saluran ini dilengkapi dengan saluran pelimpah pada setiap jarak tertentu untuk mengeluarkan air yang berlebih. Saluran ini dapat berupa saluran terbuka atau tertutup.
Di ujung saluran pelimpah dibangun kolam pengendap. Kolam ini berfungsi untuk mengendapkan pasir dan meny aring kotoran sehingga air yang masuk ke turbin relatif bersih. Saluran ini dibuat dengan memperdalam dan memperlebar saluran penghantar dan menambahnya dengan saluran penguras. Kolam penenang (forebay) juga dibangun untuk menenangkan aliran air y ang akan masuk ke turbin dan mengarahkannya masuk ke pipa pesat (penstok). Saluran ini dibuat dengan konstruksi beton dan berjarak sedekat mungkin ke rumah turbin untuk menghemat pipa pesat.
unhas
Pipa pesat berfungsi mengalirkan air sebelum masuk ke turbin. Dalam pipa ini, energi potensial air di kolam penenang diubah menjadi energi kinetik yang akan
memutar roda turbin. Biasany a terbuat dari pipa baja yang dirol, lalu dilas. Untuk sambungan antar pipa digunakan flens. Pipa ini harus didukung oleh pondasi yang
Turbin, generator dan sistem kontrol masing-masing diletakkan dalam sebuah rumah yang terpisah. Pondasi turbin-generator juga harus dipisahkan dari pondasi rumahnya. Tujuannya adalah untuk menghindari masalah akibat getaran. Rumah turbin harus dirancang sedemikian agar memudahkan perawatan dan pemeriksaan.
Setelah keluar dari pipa pesat, air akan memasuki turbin pada bagian inlet. Di dalamnya terdapat guided vane untuk mengatur pembukaan dan penutupan turbin serta mengatur jumlah air yang masuk kerunner/blade
(komponen utama turbin). Runner terbuat dari baja dengan kekuatan tarik tinggi y ang dilas pada dua buah piringan sejajar. Aliran air akan memutar runner dan menghasilkan energi kinetic yang akan memutar poros turbin. Energi y ang timbul akibat putaran poros kemudian ditransmisikan ke generator. Seluruh sistem ini harus balance. Turbin perlu dilengkapi casing yang berf ungsi mengarahkan air ke runner. Pada bagian bawah casing terdapat pengunci turbin. Bantalan (bearing) terdapat pada sebelah kiri dan kanan poros dan berfungsi untuk meny angga poros agar dapat berputar dengan lancar.
langsung (daya poros langsung dihubungkan dengan poros generator dengan bantuan lkpp
Daya poros dari turbin ini harus ditransmisikan ke generator agar dapat diubah menjadi energi listrik. Generator yang dapat digunakan pada mikrohidro adalah generator sinkron dan generator induksi. Sistem transmisi daya ini dapat berupa sistem transmisi
kopling), atau sistem transmisi daya tidak langsung, yaitu menggunakan sabuk atau belt untuk memindahkan daya antara dua poros sejajar. Keuntungan sistem transmisi langsung adalah lebih kompak, mudah dirawat, dan ef isiensiny a lebih tinggi. Tetapi sumbu poros harus benar-benar lurus dan putaran poros generator harus sama dengan kecepatan putar poros turbin.
luas karena kecepatan putar poros generator tidak perlu sama dengan kecepatan putar unhas
Masalah ketidaklurusan sumbu dapat diatasi dengan bantuan kopling fleksibel. Gearbox dapat digunakan untuk mengoreksi rasio kecepatan putaran. Sistem transmisi tidak langsung memungkinkan adanya variasi dalam penggunaan generator secara lebih
poros turbin. Jenis sabuk yang biasa digunakan untuk PLTMH skala besar adalah jenis flat belt, sedang V-belt digunakan untuk skala di bawah 20 kW. Komponen pendukung poros turbin. Jenis sabuk yang biasa digunakan untuk PLTMH skala besar adalah jenis flat belt, sedang V-belt digunakan untuk skala di bawah 20 kW. Komponen pendukung
3.2.2 Perhitungan Teknis
Potensi daya mikrohidro dapat dihitung dengan persamaan:
Daya (P) = 9.8 x Q x Hn x h;
di mana: P = Daya (kW) Q = debit aliran (m3/s) Hn = Head net (m)
= 17 640 W lkpp
9.8 = konstanta gravitasi
h = ef isiensi keseluruhan. Misalnya, diketahui data di suatu lokasi adalah sebagai berikut: Q = 300 m3/s 2 , Hn = 12
m dan h = 0.5. Maka, besarnya potensi daya (P) adalah: P = 9.8 x Q x Hn x h = 9.8 x 300 x 12 x 0.5
= 17.64 kW
kerja(operator) serta biaya lain yang digunakan selama pemakaian. unhas
3.2.3 Perhitungan Ekonomis
Pembangunan PLT Mikrohidro memerlukan investasi yang relatif besar. Adapun, biaya (harga) listrik per kWH-nya dihitung berdasarkan biaya awal (initial cost) dan biaya operasional (operational cost). Komponen biaya awal terdiri dari: biaya bangunan sipil, biaya fasilitas elektrik dan mekanik serta biaya sistem pendukung lain.Komponen biaya operasional yaitu: biaya perawatan,biaya penggantian suku cadang, biaya tenaga
Contoh perhitungan harga listrik per kWh dari PLT Mikrohidro adalah sebagai berikut : Misalkan, untuk membangun suatu PLTMH dengan kapasitas terpasang 1 kW, Contoh perhitungan harga listrik per kWh dari PLT Mikrohidro adalah sebagai berikut : Misalkan, untuk membangun suatu PLTMH dengan kapasitas terpasang 1 kW,
Sehingga,
Biaya (harga) per kWh ditentukan oleh biaya rata-rata perhari dan besarnya energi listrik yang dihasilkan per hari (kWh/hari). Energi per hari ini ditentukan oleh besarnya daya terpasang serta faktor daya. Jika diasumsikan faktor daya besarnya 12 jam/hari, maka harga energi listrik per kWh adalah:
3.2.4 Perancangan Sistem PLT Mikrohidro lkpp
Sehingga,
Tahap pertama perancangan PLT Mikrohidro adalah studi awal. Studi ini diawali dengan survey lapangan untuk memperoleh data primer mengenai debit aliran dan head (beda ketinggian). Debit aliran dapat diukur dengan metode konduktivitas atau metode Weir. Berdasarkan data tersebut dapat dihitung perkiraan potensi daya awal. Data lapangan sebaiknya diambil beberapa kali pada musim yang berbeda untuk memperoleh gambaran yang tepat mengenai potensi daya dari aliran air tersebut. Selain itu, perlu dicari data pendukung, yaitu: kondisi air (keasaman, kekeruhan, serta kandungan pasir atau lumpur), keadaan dan kestabilan tanah di lokasi bangunan sipil, serta ketersediaan bahan,
transportasi dan tenaga trampil (operator). unhas
Setelah survey lapangan, tahap perancangan selanjutnya adalah pemilihan lokasi dan penentuan dimensi utama, pembuatan analisis keunggulan dan kelemahan setiap alternatif Setelah survey lapangan, tahap perancangan selanjutnya adalah pemilihan lokasi dan penentuan dimensi utama, pembuatan analisis keunggulan dan kelemahan setiap alternatif
Sebelum membangun PLT Mikrohidro di suatu tempat perlu diketahui dahulu rencana PLN untuk daerah yang bersangkutan, kebutuhan listriknya, rencana penggunaan day a listrik dan faktor bebannya, studi kelayakan ekonomi serta kesiapan lembaga pengelola. Setelah semua studi yang diperlukan siap dan layak, dilakukan proses disain yang lebih lebih rinci, yaitu: pembuatan detail gambar teknik, penentuan spesif ikasi teknis secara jelas, penyusunan jadwal kegiatan, penghitungan biaya setiap komponen serta penyiapan pengurus yang akan mengelola PLTMH. Jika seluruh disain ini telah siap maka pembangunan PLT Mikrohidro dapat dimulai.
Keuntungan utama dari pembangkit mini hidro adalah: Efisiensi tinggi (70 - 90%), sejauh ini yang terbaik dari semua teknologi energi. Faktor kapasitas tinggi (biasanya> 50%) Tingkat tinggi prediktabilitas, bervariasi dengan pola curah hujan tahunan Daya keluaran bervariasi hanya secara bertahap dari hari ke hari (tidak dari menit lkpp
3.3 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MINIHIDRO
Pembangkit Listrik Tenaga Minihdro adalah pembangkit listrik tenaga air dengan kisaran output daya antara 100 kW sampai dengan 5000 kW.
ke menit).
2. Energi air kandungan termis unhas
3.4 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR
Pada umumnya energi air dapat dibagi atas :
1. Energi air kandungan mekanis :
a. Energi air terjun
b. Energi pasang surut
c. Energi ombak
a. Energi panas laut Dalam bentuk diagram dapat digambarkan sebagai berikut :
lkpp
Gambar 3.1 Diagram Pembagian Sumber Daya Energi Air
3.4.1 Energi Air Kandungan Mekanis
3.4.1.1 Energi Air Terjun
Potensi tenaga air terjun tergantung pada kondisi geografis, keadaan curah hujan dan
areal (penampungan) aliran (catch ment area). Pengembangan sumber tenaga air secara wajar, perlu diketahui secara jelas seluruh potensi sumber tenaganya. Jumlah potensi tenaga air dipermukaan tanah disebut potensi tenaga air teoritis. Sedang yang dapat dikembangkan atau diomanfaatkan dari segi teknis disebut potensi tenaga air teknis. Untuk pengembangan secara ekonomis disebut potensi tenaga air ekonomis.
unhas
Pada umumnya potensi tenaga ekonomislah yang dianggap sebagai potensi tenaga air. Namun dengan kemajuan dibidang teknologi dan perubahan konsep tentang ekonomi potensi tenaga air, maka kategori potensi tenaga air teknis diperluas hingga meliputi potensi tenaga air teoritis, dan tidak ada lagi perbedaan yang tegas diantara ketiganya.
Perbandingan antara potensi tenaga air teknis dan ekonomis terhadap potensi tenaga air teoritis diperkirakan berturut-turut 34 - 40 % dan 20 - 30%. Berubah-ubah tergantung Perbandingan antara potensi tenaga air teknis dan ekonomis terhadap potensi tenaga air teoritis diperkirakan berturut-turut 34 - 40 % dan 20 - 30%. Berubah-ubah tergantung
b. Tinggi terjun yang dapat dimanfaatkan, dalam hal ini tergantung dari topopgrafi daerah tersebut.
c. Jarak lokasi yang dapat dimanfaatkan terhadap adanya pusat-pusat beban atau jaringan transmisi. Penggunaan tenaga air disamping untuk keperluan pembangkit tenaga listrik, juga masih merupakan pemanfaatan multiguna karena masih berhubungan dengan irigasi, pengendalian banjir, perikanan, rekreasi dan navigasi. Sumber tenaga air diperoleh dari adanya siklus hidolik daripada air, yaitu pemanasan dari sinar matahari yang kemudian turun ke bumi dan kembali lagi terjadi penguapan akibat pemamanasan sinar matahari tersebut.
3.1 memperlihatkan angka-angka dan lokasi yang mempunyai kemungkinan potensi tenaga air yang dapat digunakan untuk pembangkit tenaga listrik beberapa negara didunia.
Tabel
lkpp
Tabel 3.1 Potensi Ekonomis Tenaga Air Untuk Pembangkit Tenaga Listrik Beberapa Negara Didunia.
NO
NEGARA
POTENSI EKONOMIS TENAGA AIR (GW)
1. Uni soviet
2. Amerika serikat (termasuk Alaska)
unhas
10. Swiss
11. Jerman barat
Sumber : Dr. A. Arismunandar dan DR. S. Kuwuhara, Teknik Tenaga Listrik, 1991.
3.2 memperlihatkan angka-angka dan lokasi yang mempunyai kemungkinan potensi tenaga air yang dapat digunakan untuk pembangkit tenaga listrik
Tabel
Tabel 3. 2 Potensi Ekonomis Tenaga Air Untuk Pembangkit Tenaga Listrik Di Indonesia.
POTENSI EKONOM IS
NO LOKASI Presentase (%)
TENAGA AIR (M W)
29,8 6. Pulau lainnya
5. Irian Jaya
Sumber : Komite Nasional Indonesia (World Energi Council ). Hasil-Hasil Lokakarya 1993.
3.4.1.2 Keuntungan Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)
berarti telah mengurangi kemungkinan timbulnya hujan asam dan pemanasan lkpp global.
1. Tidak menimbulkan polusi udara. Tidak ada SOX, NOX dan CO2 seperti yang biasa ditimbulkan oleh pembangkit listrik berbahan bakar fosil ( minyak, batubara dan gas ). Sebagaimana diketahui SOX dan NOX dapat menimbulkan hujan asam, yang sangat berbahaya bagi tumbuh-tumbuhan maupun makhluk hidup lainnya.
CO2 dianggap dapat menimbulkan pemanasan
global ( efek rumah kaca) yang akan menimbulkan perubahan cuaca serta dapat menaikkan permukaan air laut karena es dikutub mencair. Jadi dengan membangun
PLTA
2. Tenaga air adalah energi yang terbarukan dan umur ekonomis PLTA panjang. Banayak PLTA yang berumur lebih dari 50 tahun masih beroperasi dengan baik.
operasi yang biasanya disebabkn oleh kenaikan biaya BBM. unhas
3. Mengoperasikan PLTA berarti menghemat pemakaian BBM yang selama ini dipakai oleh PLTD, PLTG, PLTGU maupun PLTU minyak, terutama mengurangi pemakaian solar yang sekarang sudah terpaksa diimpor karena produksi dalam negeri tidak cukup. Dengan demikian pengoperasian PLTA juga berarti menghemat devisa.