Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (10)
TUGAS
Sistem Pembangkit Tenaga
“Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi”
Oleh
Kelompok V
1. Rinaldi Putra Bahari
1210911011
2. Edward Jenner
1210911013
3. Arief Rahmat Hakim
1210913048
4. Raisa Wahyuni
1210911012
5. Robi Saputra
1210913048
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik
Universitas Andalas
Padang
2015
Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB)
a. Panas Bumi
Panas Bumi adalah sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap
air, dan batuan bersama mineral dan gas lainnya yang tidak dapat dipisahkan dalam
suatu sistem panas bumi. Panas bumi adalah sumber daya alam yang dapat
diperbarui, berpotensi besar serta sebagai salah satu sumber energi pilihan dalam
keanekaragaman energi.
Gambar 1.
Sistem Pans Bumi
Daerah sumber hidrotermal yang luas dan terbentuk secara alami disebut dengan
reservoir panas bumi. Kebanyakan reservoir panas bumi (geothermal) berada jauh di
bawah tanah tanpa petunjuk yang terlihat di permukaan. Reservoir panas bumi dapat
dibagi menjadi 4 jenis, yaitu :
Reservoir hidrothermal (hydrothermal reservoir),
Reservoir bertekanan tinggi (geopressured reservoir)
Reservoir batuan panas kering (hot dry rock reservoir)
Reservoir magma (magma reservoir)
Reservoir hidrothermal mempunyai empat komponen utama, yaitu :
Sumber panas (heat sources)
Daerah resapan untuk menangkap air meteorik (recharge area)
Batuan permeabel, yaitu tempat fluida (umumnya air) panas terakumulasi
(permeable rocks)
Fluida/air yang membawa panas dari reservoir ke permukaan bumi (fluids)
b. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTPB) atau geothermal power plant
merupakan pembangkit listrik yang memanfaatkan panas yang dihasilkan oleh perut
bumi untuk menghasilkan tenaga listrik. Panas yang dihasilkan perut bumi ini dapat
berupa uap air maupun air panas yang kemudian digunakan untuk memutar turbin
yang dikopel langsung dengan rotor generator untuk menghasilkan energi listrik.
Gambar 2. Area pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB)
c. Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi di Indonesia
Indonesi terletak pada jalur vulkanik yang memiliki sekitar 200 buah gunung
api yang dapat berpotensi menjadi sumber panas bumu, sehingga Indonesia
merupakan salah satu Negara didunia yang kaya akan energy panas bumi. Di
Indonesia terdapat potensi lokasi sebanyak 257 lokasi yang dapat mengasilkan daya
sebesar 29.038 Mega Watt (MW) atau setara dengan 40% cadangan dunia (data
Badan Geologi per Desember 2010). Kapasitas terpasang diindonesia baru sebesar
1.226 MW atau 4,2 % dari potensi yang ada, terdiri dari :
Lapangan sibayak 12 MW
Gn. Salak 377 MW
Wayang windu 227 MW
Kamojang 200 MW
Darajat 270 MW
Dieng 60 MW
Lahendong 80 MW
Target road map panas bumi di Indonesia sebesar 9.500 MW pada tahun 2025
d. Skema Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Gambar 3. Skema Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Keterangan gambar:
1. Sumur uap, mengambil uap panas yang didapatkan dari kantung uap di perut
bumi
2. Steam receiving header berfungsi menampung uap panas bumi. Pada steam
receiving terdapat vent structure (katup pelepas uap) yang berfungsi menjaga
tekanan pasokan uap ke pembangkit biila terjadi perubahan pasokan dari
sumur uap/pembebanan dari pembangkit
3. Separator berfungsi memisahkan partikel padat yang terbawa bersama uap.
4. Demister berfungsi memisahkan butiran air dari uap panas bumi, untuk
menghindari terjadinya vibrasi, erosi dan pembentukan kerak pada sudu dan
nozzle turbine
5. Governing valve
6. Turbine, mengubah energi uap menjadi energi gerak yang memutar generator
7. Generator, menghasilkan energi listrik
8. Main transformer
9. Transmission line, penyalur energi listrik ke konsumen
10. Condenser, mengembunkan uap menjadi air
11. Sumur reinjection, menyuntikkan air kembali ke perut bumi (tanah).
12. Tanah
e. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB)
Uap dari sumur produksi mula-mula dialirkan ke steam receiving header
(berfungsi menampung uap panas bumi). Pada steam receiving terdapat vent structure
(katup pelepas uap) yang berfungsi menjaga tekanan pasokan uap ke pembangkit biila
terjadi perubahan pasokan dari sumur uap/pembebanan dari pembangkit. Karena uap
panas bumi dari sumur uap tidak murni uap maka ua kemudian disalurkan ke
separator yang berfungsi memisahkan partikel padat yang terbawa bersama uap. Dari
separator masuk ke demister (berfungsi memisahkan butiran air dari uap panas bumi,
untuk menghindari terjadinya vibrasi, erosi dan pembentukan kerak pada sudu dan
nozzle turbine.
Uap yang sudah bersih dialirkan menuju turbine melalui main steam valve. Uap
akan menggerakkan turbin dan memutar generator dengan kecepatan 3000 rpm.
Keluaran generator berupa energy listrik dengan arus 3 fhasa, frekuensi 50 Hz, dan
tegangan 11,8 kV. Agar bisa diparalelkan dengan system distribusi, tegangan listrik
dinaikkan hingga 150 kV melalui step-up transformer. Uap bekas memutar turbin
dikondensasikan di dalam kpndensor.
Proses kondensasi terjadi akibat penyerapan panas oleh air pendingin yang
diinjeksikan lewat spray-nozzle. Level air kondensat dijaga dalam kondisi normal
oleh cooling water pump, lalu didinginkan cooling tower sebelum disirkulasiikan
kembali. Kelebihan air kondensat akan diinjeksikan kembali (reinjeksi) kedalam
reservoir melalui injection well. Reinjeksi dilakukan untuk mengurangi pengaruh
pencemaran lingkngan, mengurangi ground subsidence, menjaga tekanan, serta
recharge water bagi reservoir
f. Siklus Uap Air Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB)
1. Siklus Uap Langsung (Direct Steam Cycle)
Gambar 4. Siklus Uap Langsung (Direct Steam Cycle)
Pada siklus uap langsung (direct steam cycle), uap air yang didapatkan dari
sumur produksi langsung digunakan untuk memutar turbin. Uap air yang keluar dari
turbin akan diembunkan oleh kondenser kemudian menjadi air dan selanjutnya air
tersebut diinjeksikan kembali ke perut bumi melalui sumur injeksi.
2. Siklus Uap Terpisah (Separated Cycle)
Gambar 5. Siklus Uap Terpisah (Separated Cycle)
Pada siklus uap terpisah (separated cycle), campuran uap air dan air yang
didapatkan dari sumur produksi akan dipisahkan terlebih dahulu antara uap air dan
airnya di separator. Air hasil pemisahan akan diinjeksikan kembali ke perut bumi
melalui sumur injeksi, sedangkan uap air hasil pemisahan akan digunakan untuk
memutar turbin. Setelah keluar dari turbin, uap air diembunkan kembali di kondenser
dan air hasil pengembunan akan diinjeksikan kembali ke perut bumi.
3. Siklus Biner (Binary Cycle)
Gambar 6. Siklus Biner (Binary Cycle)
Pada siklus biner (binary cycle), uap air maupun air panas yang diambil dari
perut bumi tidak secara langsung digunakan untuk memutar turbin, melainkan hanya
panasnya saja yang akan ditransfer di heat exchanger untuk memanaskan suatu
fluida (ex : iso-butana) sehingga menguap. Uap tersebut digunakan untuk memutar
turbin. Uap hasil keluaran turbin akan diembunkan kembali dengan kondenser dan
kembali lagi ke heat exchanger.
Berdasarkan jumlah flasher yang digunakan, siklus uap pembangkit listrik tenaga
panas bumi (PLTPB) dapat dibagi menjadi 3, yaitu :
Single Flash Steam
Gambar 7. Single Flash Steam
DoubleFlash Steam
Gambar 8. Double Flash Steam
Triple Flash Steam
Gambar 9. Triple Flash Steam
g. Keunggulan Energi Panas bumi dari Sumber Energi Lain
Energi panas bumi dapat menyediakan sumber tenaga yang bersih dan terbarukan
serta dapat memberikan keuntungan yang signifikan. Emisi energi panas bumi tak
mengandung polutan kimiawi atau tak mengeluarkan limbah dan hanya mengandung
sebagian besar air yang diinjeksikan kembali kedalam bumi. Energi panas bumi adalah
sumber tenaga yang andal yang dapat mengurangi kebutuhan impor bahan bakar fosil. Panas
bumi juga dapat terbarukan karena praktis sumber panas alami dari dalam bumi tidak ada
batasnya.
Beberapa keunggulan sumber energi panas bumi adalah:
Menyediakan tenaga listrik yang andal dengan pembangkit yang tidak
memakan tempat
Sumber daya bersifat terbarukan dan berkelanjutan. Mampu berproduksi
secara terus menerus selama 24 jam
Energi yang dihasilkan stabil dan kontinu. Dipakai sebagai (base load power)
Tingkat ketersesiaan yang sangat tinggi yaitu diatas 95%. Namun pemulihan
energy panas bumi memakan waktu yang relative lama yaitu hingga beberapa
ratus tahun. Secara teknis-ekonomis, suatu sumber panas bumi mampu
menyediakan energy untuk jangka waktu antara 30-50 tahun, sebelum
ditemukan lokasi pengganti yang baru
Dapat menghemat bahan bakar fosil
Memberikan keuntungan ekonomi secara lokal
Teknologi produksinya relative sederhana
Dapat mengurangi polusi dari penggunaan bahan bakar fosil
Sistem Pembangkit Tenaga
“Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi”
Oleh
Kelompok V
1. Rinaldi Putra Bahari
1210911011
2. Edward Jenner
1210911013
3. Arief Rahmat Hakim
1210913048
4. Raisa Wahyuni
1210911012
5. Robi Saputra
1210913048
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik
Universitas Andalas
Padang
2015
Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB)
a. Panas Bumi
Panas Bumi adalah sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap
air, dan batuan bersama mineral dan gas lainnya yang tidak dapat dipisahkan dalam
suatu sistem panas bumi. Panas bumi adalah sumber daya alam yang dapat
diperbarui, berpotensi besar serta sebagai salah satu sumber energi pilihan dalam
keanekaragaman energi.
Gambar 1.
Sistem Pans Bumi
Daerah sumber hidrotermal yang luas dan terbentuk secara alami disebut dengan
reservoir panas bumi. Kebanyakan reservoir panas bumi (geothermal) berada jauh di
bawah tanah tanpa petunjuk yang terlihat di permukaan. Reservoir panas bumi dapat
dibagi menjadi 4 jenis, yaitu :
Reservoir hidrothermal (hydrothermal reservoir),
Reservoir bertekanan tinggi (geopressured reservoir)
Reservoir batuan panas kering (hot dry rock reservoir)
Reservoir magma (magma reservoir)
Reservoir hidrothermal mempunyai empat komponen utama, yaitu :
Sumber panas (heat sources)
Daerah resapan untuk menangkap air meteorik (recharge area)
Batuan permeabel, yaitu tempat fluida (umumnya air) panas terakumulasi
(permeable rocks)
Fluida/air yang membawa panas dari reservoir ke permukaan bumi (fluids)
b. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTPB) atau geothermal power plant
merupakan pembangkit listrik yang memanfaatkan panas yang dihasilkan oleh perut
bumi untuk menghasilkan tenaga listrik. Panas yang dihasilkan perut bumi ini dapat
berupa uap air maupun air panas yang kemudian digunakan untuk memutar turbin
yang dikopel langsung dengan rotor generator untuk menghasilkan energi listrik.
Gambar 2. Area pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB)
c. Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi di Indonesia
Indonesi terletak pada jalur vulkanik yang memiliki sekitar 200 buah gunung
api yang dapat berpotensi menjadi sumber panas bumu, sehingga Indonesia
merupakan salah satu Negara didunia yang kaya akan energy panas bumi. Di
Indonesia terdapat potensi lokasi sebanyak 257 lokasi yang dapat mengasilkan daya
sebesar 29.038 Mega Watt (MW) atau setara dengan 40% cadangan dunia (data
Badan Geologi per Desember 2010). Kapasitas terpasang diindonesia baru sebesar
1.226 MW atau 4,2 % dari potensi yang ada, terdiri dari :
Lapangan sibayak 12 MW
Gn. Salak 377 MW
Wayang windu 227 MW
Kamojang 200 MW
Darajat 270 MW
Dieng 60 MW
Lahendong 80 MW
Target road map panas bumi di Indonesia sebesar 9.500 MW pada tahun 2025
d. Skema Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Gambar 3. Skema Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Keterangan gambar:
1. Sumur uap, mengambil uap panas yang didapatkan dari kantung uap di perut
bumi
2. Steam receiving header berfungsi menampung uap panas bumi. Pada steam
receiving terdapat vent structure (katup pelepas uap) yang berfungsi menjaga
tekanan pasokan uap ke pembangkit biila terjadi perubahan pasokan dari
sumur uap/pembebanan dari pembangkit
3. Separator berfungsi memisahkan partikel padat yang terbawa bersama uap.
4. Demister berfungsi memisahkan butiran air dari uap panas bumi, untuk
menghindari terjadinya vibrasi, erosi dan pembentukan kerak pada sudu dan
nozzle turbine
5. Governing valve
6. Turbine, mengubah energi uap menjadi energi gerak yang memutar generator
7. Generator, menghasilkan energi listrik
8. Main transformer
9. Transmission line, penyalur energi listrik ke konsumen
10. Condenser, mengembunkan uap menjadi air
11. Sumur reinjection, menyuntikkan air kembali ke perut bumi (tanah).
12. Tanah
e. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB)
Uap dari sumur produksi mula-mula dialirkan ke steam receiving header
(berfungsi menampung uap panas bumi). Pada steam receiving terdapat vent structure
(katup pelepas uap) yang berfungsi menjaga tekanan pasokan uap ke pembangkit biila
terjadi perubahan pasokan dari sumur uap/pembebanan dari pembangkit. Karena uap
panas bumi dari sumur uap tidak murni uap maka ua kemudian disalurkan ke
separator yang berfungsi memisahkan partikel padat yang terbawa bersama uap. Dari
separator masuk ke demister (berfungsi memisahkan butiran air dari uap panas bumi,
untuk menghindari terjadinya vibrasi, erosi dan pembentukan kerak pada sudu dan
nozzle turbine.
Uap yang sudah bersih dialirkan menuju turbine melalui main steam valve. Uap
akan menggerakkan turbin dan memutar generator dengan kecepatan 3000 rpm.
Keluaran generator berupa energy listrik dengan arus 3 fhasa, frekuensi 50 Hz, dan
tegangan 11,8 kV. Agar bisa diparalelkan dengan system distribusi, tegangan listrik
dinaikkan hingga 150 kV melalui step-up transformer. Uap bekas memutar turbin
dikondensasikan di dalam kpndensor.
Proses kondensasi terjadi akibat penyerapan panas oleh air pendingin yang
diinjeksikan lewat spray-nozzle. Level air kondensat dijaga dalam kondisi normal
oleh cooling water pump, lalu didinginkan cooling tower sebelum disirkulasiikan
kembali. Kelebihan air kondensat akan diinjeksikan kembali (reinjeksi) kedalam
reservoir melalui injection well. Reinjeksi dilakukan untuk mengurangi pengaruh
pencemaran lingkngan, mengurangi ground subsidence, menjaga tekanan, serta
recharge water bagi reservoir
f. Siklus Uap Air Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB)
1. Siklus Uap Langsung (Direct Steam Cycle)
Gambar 4. Siklus Uap Langsung (Direct Steam Cycle)
Pada siklus uap langsung (direct steam cycle), uap air yang didapatkan dari
sumur produksi langsung digunakan untuk memutar turbin. Uap air yang keluar dari
turbin akan diembunkan oleh kondenser kemudian menjadi air dan selanjutnya air
tersebut diinjeksikan kembali ke perut bumi melalui sumur injeksi.
2. Siklus Uap Terpisah (Separated Cycle)
Gambar 5. Siklus Uap Terpisah (Separated Cycle)
Pada siklus uap terpisah (separated cycle), campuran uap air dan air yang
didapatkan dari sumur produksi akan dipisahkan terlebih dahulu antara uap air dan
airnya di separator. Air hasil pemisahan akan diinjeksikan kembali ke perut bumi
melalui sumur injeksi, sedangkan uap air hasil pemisahan akan digunakan untuk
memutar turbin. Setelah keluar dari turbin, uap air diembunkan kembali di kondenser
dan air hasil pengembunan akan diinjeksikan kembali ke perut bumi.
3. Siklus Biner (Binary Cycle)
Gambar 6. Siklus Biner (Binary Cycle)
Pada siklus biner (binary cycle), uap air maupun air panas yang diambil dari
perut bumi tidak secara langsung digunakan untuk memutar turbin, melainkan hanya
panasnya saja yang akan ditransfer di heat exchanger untuk memanaskan suatu
fluida (ex : iso-butana) sehingga menguap. Uap tersebut digunakan untuk memutar
turbin. Uap hasil keluaran turbin akan diembunkan kembali dengan kondenser dan
kembali lagi ke heat exchanger.
Berdasarkan jumlah flasher yang digunakan, siklus uap pembangkit listrik tenaga
panas bumi (PLTPB) dapat dibagi menjadi 3, yaitu :
Single Flash Steam
Gambar 7. Single Flash Steam
DoubleFlash Steam
Gambar 8. Double Flash Steam
Triple Flash Steam
Gambar 9. Triple Flash Steam
g. Keunggulan Energi Panas bumi dari Sumber Energi Lain
Energi panas bumi dapat menyediakan sumber tenaga yang bersih dan terbarukan
serta dapat memberikan keuntungan yang signifikan. Emisi energi panas bumi tak
mengandung polutan kimiawi atau tak mengeluarkan limbah dan hanya mengandung
sebagian besar air yang diinjeksikan kembali kedalam bumi. Energi panas bumi adalah
sumber tenaga yang andal yang dapat mengurangi kebutuhan impor bahan bakar fosil. Panas
bumi juga dapat terbarukan karena praktis sumber panas alami dari dalam bumi tidak ada
batasnya.
Beberapa keunggulan sumber energi panas bumi adalah:
Menyediakan tenaga listrik yang andal dengan pembangkit yang tidak
memakan tempat
Sumber daya bersifat terbarukan dan berkelanjutan. Mampu berproduksi
secara terus menerus selama 24 jam
Energi yang dihasilkan stabil dan kontinu. Dipakai sebagai (base load power)
Tingkat ketersesiaan yang sangat tinggi yaitu diatas 95%. Namun pemulihan
energy panas bumi memakan waktu yang relative lama yaitu hingga beberapa
ratus tahun. Secara teknis-ekonomis, suatu sumber panas bumi mampu
menyediakan energy untuk jangka waktu antara 30-50 tahun, sebelum
ditemukan lokasi pengganti yang baru
Dapat menghemat bahan bakar fosil
Memberikan keuntungan ekonomi secara lokal
Teknologi produksinya relative sederhana
Dapat mengurangi polusi dari penggunaan bahan bakar fosil