Studi Perbandingan Bahan Bakar Minyak Solar HSD Dicampur Dengan Bahan Bakar Minyak Nabati PPO Aplikasi Pada PLTD Titi Kuning
TUGAS AKHIR
STUDI PERBANDINGAN BAHAN BAKAR MINYAK SOLAR
HSD DICAMPUR DENGAN BAHAN BAKAR MINYAK
NABATI PPO APLIKASI PADA PLTD TITI KUNING
Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana
Ekstensi (PPSE) Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Oleh :
FITRIANA SIMAMORA
NIM : 130422020
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Dengan digunakannya bahan bakar konvesional, ada kemungkinan PLTD
akan sulit dioperasikan di masa depan dikarenakan persediaan minyak bumi dunia
yang semakin menipis. Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar
minyak, pemerintah melakukan suatu kebijakan dengan mengembangkan
penelitian dan uji coba pengembangan Bahan Bakar Nabati.
Diantara sumber Bahan Bakar Nabati, Pure Palm Oil (PPO) adalah salah satu
sumber energi yang dapat diubah atau dikonversikan menjadi biodiesel sebagai
salah satu alternatif pengganti minyak diesel (Solar). Selain bisa mengurangi
penggunaan bahan bakar minyak solar, penggunaan Pure Palm oil ini juga
memberikan keuntungan lainnya, yaitu tidak pernah habis karena selalu bisa
diperbaharui. Saat ini PLTD titi kuning sedang melakukan uji coba dan sudah
menggunakan Pure Palm Oil pada mesin diesel, pada unit 6.
Berdasarkan hasil pengolahan data, maka analisa pemakaian bahan bakar
campuran HSD – PPO terdapat nilai SFC yang berbeda dengan effisiensinya.
HSD mempunyai SFC 0,1460 ltr/kWh dan effisiensi beban sebesar 57 %,
sedangkan PPO mempunyai SFC 0,101 ltr/kWh dan effisiensi beban sebesar 21
%, ini berarti konsumsi pemakaian bahan bakar campuran HSD 60 % – PPO 40 %
dapat mengurangi pemakaian HSD 100% dengan menggunakan Bahan Bakar
Nabati dimasa mendatang.
Kata Kunci : Bahan Bakar Minyak HSD, Bahan Bakar Minyak Nabati PPO,
Mesin diesel
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala
berkat, kasih dan karunia-Nya, sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir ini. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus
diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana
Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara.
Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini,
Penulis banyak memperoleh bimbingan, dukungan dan pertolongan dari berbagai
pihak. Untuk itu, dengan setulus hati Penulis hendak menyampaikan ucapan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Keluarga yang tercinta, yang senantiasa berdoa untuk keberhasilan
Penulis dan yang telah begitu banyak memberikan dukungan moril
maupun spiritual kepada Penulis.
2.
Bapak Ir. Eddy Warman, MT selaku dosen Pembimbing Tugas
Akhir, atas segala bimbingan, pangarahan dan motivasi dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3.
Bapak Ir. Syamsul Amien, MS dan Bapak Ir. Raja Harahap, MT.
selaku dosen Penguji yang telah banyak memberikan masukan
untuk perbaikan Tugas Akhir ini.
4.
Ibu Syiska Yana, ST. MT, selaku dosen pembimbing akademik
yang banyak memberikan masukan dan pengarahan dalam
menyelesaikan perkuliahan.
5.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. selaku Ketua Depatemen
Teknik Elektro FT-USU dan Bapak Ir. Rahmat Fauzi, MT, selaku
Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT-USU.
6.
Seluruh staf pengajar dan administrasi Departemen Teknik Elektro,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara .
iii
Universitas Sumatera Utara
7.
Rekan-rekan seangkatan Jurusan Teknik Elektro Ekstensi 2013
yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
9.
Untuk teman – teman yang memberi dukungan seperti Sovia, Putri,
K’Vita. Dan kepada semua pihak yang tidak dapat Penulis sebutkan
satu per satu.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih memiliki kekurangan, baik
dari segi isi maupun penulisannya. Oleh karena itu, Penulis sangat mengharapkan
kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan dan juga kesempurnaan
tugas akhir ini. Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua
pihak yang membacanya.
Medan,
Agustus 2016
Hormat Penulis,
Fitriana Simamora
NIM. 130422020
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ......................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ....................................................................................
ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
viii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang ..............................................................................
1
1.2
Tujuan Tugas Akhir ......................................................................
3
1.3
Rumusan Masalah .........................................................................
3
1.4
Batasan Masalah ............................................................................
3
1.5
Manfaat Tugas Akhir ....................................................................
4
1.6
Sistematika Penulisan....................................................................
4
BAB II
2.1
DASAR TEORI
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ...................................
6
2.1.1 Bagian-bagian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel .........
6
2.1.2 Prinsip Kerja PLTD… .........................................................
7
2.2
Mesin Diesel .................................................................................
9
2.3
Bahan Bakar Cair ..........................................................................
12
2.3.1 Densitas ...............................................................................
12
2.3.2 Spesific gravity ....................................................................
12
2.3.3 Viskositas.............................................................................
13
2.3.4 Titik Nyala ...........................................................................
13
v
Universitas Sumatera Utara
2.3.5 Titik Tuang ..........................................................................
14
2.3.6 Panas Jenis ...........................................................................
14
2.3.7 Nilai Kalor ...........................................................................
14
2.3.8 Sulfur ...................................................................................
15
2.3.9 Kadar Abu............................................................................
15
2.3.10 Residu Karbon ...................................................................
16
2.3.11 Kadar Air ...........................................................................
16
2.4
Bahan Bakar Solar.........................................................................
17
2.5
Bahan Bakar Nabati (Minyak Kelapa Sawit ) ...............................
20
2.6
Konsumsi Bahan Bakar .................................................................
21
2.7
Efisiensi Termal ............................................................................
22
2.8
Heat Rate .......................................................................................
23
2.9
Pembakaran ...................................................................................
24
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Tempat dan waktu penelitia ..........................................................
28
3.2
Pelaksanaan Penelitian ..................................................................
28
3.3
Objek Penelitian ............................................................................
28
3.4
Variabel yang diamati ....................................................................
28
3.5
Prosedur pengambilan data ...........................................................
29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Hasil ..............................................................................................
31
4.2
Pembahasan ...................................................................................
36
4.3
Analisa Biaya Bahan Bakar...........................................................
43
4.4
Keuntungan menggunakan Bahan Bakar Nabati ..........................
44
vi
Universitas Sumatera Utara
4.5
Kelemahan menggunakan Bahan Bakar Nabati ............................
44
4.6
Keuntungan menggunakan Bahan Bakar Minyak Solar HSD ......
45
4.7
Kelemahan menggunakan Bahan Bakar Minyak Solar HSD........
45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan....................................................................................
45
5.2
Saran ..............................................................................................
45
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
46
vii
Universitas Sumatera Utara
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Diesel ................................... 7
Gambar 2.2 Siklus 4 Langkah Mesin Diesel ....................................... 10
Gambar 2.3 Diagram Siklus PV-TS .................................................... 19
Gambar 2.4 Proses Pembakaran Mesin Diesel ................................... 24
viii
Universitas Sumatera Utara
Daftar Tabel
Tabel 2.1 ............................................................................................. 15
Tabel 2.2 ............................................................................................. 19
Tabel 4.1 ............................................................................................. 31
Tabel 4.2.............................................................................................. 32
Tabel 4.3.............................................................................................. 33
Tabel 4.4.............................................................................................. 34
Tabel 4.5.............................................................................................. 35
ix
Universitas Sumatera Utara
STUDI PERBANDINGAN BAHAN BAKAR MINYAK SOLAR
HSD DICAMPUR DENGAN BAHAN BAKAR MINYAK
NABATI PPO APLIKASI PADA PLTD TITI KUNING
Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana
Ekstensi (PPSE) Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Oleh :
FITRIANA SIMAMORA
NIM : 130422020
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Dengan digunakannya bahan bakar konvesional, ada kemungkinan PLTD
akan sulit dioperasikan di masa depan dikarenakan persediaan minyak bumi dunia
yang semakin menipis. Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar
minyak, pemerintah melakukan suatu kebijakan dengan mengembangkan
penelitian dan uji coba pengembangan Bahan Bakar Nabati.
Diantara sumber Bahan Bakar Nabati, Pure Palm Oil (PPO) adalah salah satu
sumber energi yang dapat diubah atau dikonversikan menjadi biodiesel sebagai
salah satu alternatif pengganti minyak diesel (Solar). Selain bisa mengurangi
penggunaan bahan bakar minyak solar, penggunaan Pure Palm oil ini juga
memberikan keuntungan lainnya, yaitu tidak pernah habis karena selalu bisa
diperbaharui. Saat ini PLTD titi kuning sedang melakukan uji coba dan sudah
menggunakan Pure Palm Oil pada mesin diesel, pada unit 6.
Berdasarkan hasil pengolahan data, maka analisa pemakaian bahan bakar
campuran HSD – PPO terdapat nilai SFC yang berbeda dengan effisiensinya.
HSD mempunyai SFC 0,1460 ltr/kWh dan effisiensi beban sebesar 57 %,
sedangkan PPO mempunyai SFC 0,101 ltr/kWh dan effisiensi beban sebesar 21
%, ini berarti konsumsi pemakaian bahan bakar campuran HSD 60 % – PPO 40 %
dapat mengurangi pemakaian HSD 100% dengan menggunakan Bahan Bakar
Nabati dimasa mendatang.
Kata Kunci : Bahan Bakar Minyak HSD, Bahan Bakar Minyak Nabati PPO,
Mesin diesel
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala
berkat, kasih dan karunia-Nya, sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir ini. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus
diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana
Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara.
Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini,
Penulis banyak memperoleh bimbingan, dukungan dan pertolongan dari berbagai
pihak. Untuk itu, dengan setulus hati Penulis hendak menyampaikan ucapan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Keluarga yang tercinta, yang senantiasa berdoa untuk keberhasilan
Penulis dan yang telah begitu banyak memberikan dukungan moril
maupun spiritual kepada Penulis.
2.
Bapak Ir. Eddy Warman, MT selaku dosen Pembimbing Tugas
Akhir, atas segala bimbingan, pangarahan dan motivasi dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3.
Bapak Ir. Syamsul Amien, MS dan Bapak Ir. Raja Harahap, MT.
selaku dosen Penguji yang telah banyak memberikan masukan
untuk perbaikan Tugas Akhir ini.
4.
Ibu Syiska Yana, ST. MT, selaku dosen pembimbing akademik
yang banyak memberikan masukan dan pengarahan dalam
menyelesaikan perkuliahan.
5.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. selaku Ketua Depatemen
Teknik Elektro FT-USU dan Bapak Ir. Rahmat Fauzi, MT, selaku
Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT-USU.
6.
Seluruh staf pengajar dan administrasi Departemen Teknik Elektro,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara .
iii
Universitas Sumatera Utara
7.
Rekan-rekan seangkatan Jurusan Teknik Elektro Ekstensi 2013
yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
9.
Untuk teman – teman yang memberi dukungan seperti Sovia, Putri,
K’Vita. Dan kepada semua pihak yang tidak dapat Penulis sebutkan
satu per satu.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih memiliki kekurangan, baik
dari segi isi maupun penulisannya. Oleh karena itu, Penulis sangat mengharapkan
kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan dan juga kesempurnaan
tugas akhir ini. Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua
pihak yang membacanya.
Medan,
Agustus 2016
Hormat Penulis,
Fitriana Simamora
NIM. 130422020
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ......................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ....................................................................................
ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
viii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang ..............................................................................
1
1.2
Tujuan Tugas Akhir ......................................................................
3
1.3
Rumusan Masalah .........................................................................
3
1.4
Batasan Masalah ............................................................................
3
1.5
Manfaat Tugas Akhir ....................................................................
4
1.6
Sistematika Penulisan....................................................................
4
BAB II
2.1
DASAR TEORI
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ...................................
6
2.1.1 Bagian-bagian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel .........
6
2.1.2 Prinsip Kerja PLTD… .........................................................
7
2.2
Mesin Diesel .................................................................................
9
2.3
Bahan Bakar Cair ..........................................................................
12
2.3.1 Densitas ...............................................................................
12
2.3.2 Spesific gravity ....................................................................
12
2.3.3 Viskositas.............................................................................
13
2.3.4 Titik Nyala ...........................................................................
13
v
Universitas Sumatera Utara
2.3.5 Titik Tuang ..........................................................................
14
2.3.6 Panas Jenis ...........................................................................
14
2.3.7 Nilai Kalor ...........................................................................
14
2.3.8 Sulfur ...................................................................................
15
2.3.9 Kadar Abu............................................................................
15
2.3.10 Residu Karbon ...................................................................
16
2.3.11 Kadar Air ...........................................................................
16
2.4
Bahan Bakar Solar.........................................................................
17
2.5
Bahan Bakar Nabati (Minyak Kelapa Sawit ) ...............................
20
2.6
Konsumsi Bahan Bakar .................................................................
21
2.7
Efisiensi Termal ............................................................................
22
2.8
Heat Rate .......................................................................................
23
2.9
Pembakaran ...................................................................................
24
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Tempat dan waktu penelitia ..........................................................
28
3.2
Pelaksanaan Penelitian ..................................................................
28
3.3
Objek Penelitian ............................................................................
28
3.4
Variabel yang diamati ....................................................................
28
3.5
Prosedur pengambilan data ...........................................................
29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Hasil ..............................................................................................
31
4.2
Pembahasan ...................................................................................
36
4.3
Analisa Biaya Bahan Bakar...........................................................
43
4.4
Keuntungan menggunakan Bahan Bakar Nabati ..........................
44
vi
Universitas Sumatera Utara
4.5
Kelemahan menggunakan Bahan Bakar Nabati ............................
44
4.6
Keuntungan menggunakan Bahan Bakar Minyak Solar HSD ......
45
4.7
Kelemahan menggunakan Bahan Bakar Minyak Solar HSD........
45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan....................................................................................
45
5.2
Saran ..............................................................................................
45
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
46
vii
Universitas Sumatera Utara
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Diesel ................................... 7
Gambar 2.2 Siklus 4 Langkah Mesin Diesel ....................................... 10
Gambar 2.3 Diagram Siklus PV-TS .................................................... 19
Gambar 2.4 Proses Pembakaran Mesin Diesel ................................... 24
viii
Universitas Sumatera Utara
Daftar Tabel
Tabel 2.1 ............................................................................................. 15
Tabel 2.2 ............................................................................................. 19
Tabel 4.1 ............................................................................................. 31
Tabel 4.2.............................................................................................. 32
Tabel 4.3.............................................................................................. 33
Tabel 4.4.............................................................................................. 34
Tabel 4.5.............................................................................................. 35
ix
Universitas Sumatera Utara