Upload
jauzie-last
View
398
Download
82
Embed Size (px)
DESCRIPTION
tugas perancangan PLTD
Citation preview
MAKALAH
PERANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL
(PLTD)
Diajukan Untuk Salah Satu Syarat Kelulusan Mata Kuliah Perancangan Energi Elektrik
Disusun Oleh :
Jauzie Arief (11-2010-001)
Eful Syaeful B (11-2010-037)
Andrini Mahar P (11-2010-055)
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
SUB JURUSAN TEKNIK TENAGA LISTRIK
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
BANDUNG
2015
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Di era modern seperti sekarang, listrik merupakan salah satu kebutuhan yang
pokok bagi kehidupan. Banyak daerah-daerah terpencil di Indonesia yang belum
mendapat pasokan energi listrik yang cukup untuk kebutuhan sehari-hari. Keterbatasan
pasokan listrik ini disebabkan penggunaan listrik yang berlebihan dalam kehidupan
sehari-hari baik itu di rumah tangga, perusahaan maupun industri.
Untuk menanggulangi keterbatasan pasokan listrik ini, maka banyak di dirikan
pembangkit-pembangkit listrik di Indonesia, salah satunya adalah Pembangkit Listrik
Tenaga Diesel (PLTD). Pembangkit listrik ini (PLTD) biasanya menggunakan bahan
bakar minyak bumi. Sistem penggerak yang digunakan tanpa generator. Listrik yang
dihasilkan dari pembangkit ini mengalami proses siklus energi, yaitu dari bahan bakar
(minyak bumi) menjadi energi magnet, kemudian baru menghasilkan energi listrik.
Energi arus panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar (minyak bumi), diubah
menjadi energi mekanikal yang dapat menggerakan atau memutar generator.
Ada beberapa faktor yang dapat di jadikan pertimbangan dalam suatu siklus
energi, seperti halnya jenis sumber energi yang akan dipakai dalam proses pembakaran,
dan juga jenis mesin yang akan digunakan pada proses ini, apakah itu boiler uap atau
motor diesel.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan didapat dari latar belakang tersebut antara lain :
1. Apa yang dimaksud dengan PLTD?
2. Apa jenis-jenis mesin diesel pada PLTD?
3. Apa saja komponen atau perlengkapan dan fungsinya?
4. Bagaimana cara kerja dari PLTD?
5. Apa kelebihan dan kekurangan dari PLTD?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut
1. Mahasiswa mengerti apa yang dimaksud dengan PLTD
2. Mahasiswa mampu memahami jenis-jenis mesin PLTD
3. Mahasiswa mengerti komponen-komponen yang terletak pada PLTD beserta
fungsinya
4. Mahasiswa mengerti dan memahami cara kerja dari PLTD
5. Mahasiswa mengerti kelebuihan dan kekurangan dari PLTD
1.4 Manfaat
Adapun manfaat dari penulisan ini adalah sebagi makalah ini diharapkan dapat
memberi sumbangan teoritis terkait Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) pada
mahasiswa dan khalayak umum supaya yang berkecimpung dalam bidang listrik
khusunya pada konsentrasi sistem tenaga listrik bisa lebih memahami PLTD.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) adalah pembangkit listrik yang
menggunakan mesin diesel sebagai penggerak pemula (Prime Mover). Prime mover
merupakan alat yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan
untuk memutar rotor generator.
PLTD merupakan suatu instalasi pembangkit listrik yang terdiri dari suatu unit
pembangkit (SPD) dan sarana pembangkitan. Mesin Diesel adalah penggerak utama
untuk mendapatkan energi listrik yang kemudian dikeluarkan oleh Generator . Pada mesin
Diesel Energi Bahan bakar diubah menjadi energi mekanik dengan proses pembakaran di
dalam mesin itu sendiri. Mesin Diesel pada saat ini sudah banyak mengalami
perkembangan dalam pemakaian untuk angkutan darat dan laut, kemudian pembangkitan
dalam daya kecil dan menengah bahkan sampai daya besar sudah ada yang
menggunakannya.
Unit PLTD adalah kesatuan peralatan-peralatan utama dan alat-alat bantu serta
perlengkapannya yang tersusun dalam hubungan kerja, membentuk sistem untuk
mengubah energi yang terkandung didalam bahan bakar minyak menjadi tenaga mekanis
dengan menggunakan mesin diesel sebagai penggerak utamanya dan seterusnya tenaga
mekanis tersebut diubah oleh generator menjadi tenaga listrik.
PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai puluhan MW. Jika
perkembangan pemakaian tenaga listrik telah melebihi 100 MW, penyediaan listrik yang
menggunakan PLTD tidak lagi ekonomis sehingga harus di bangun pusat listrik lain.
Untuk melayani beban PLTD dengan kapasitas di atas 100 MW akan tidak ekonomis
karena unitnya menjadi banyak, mengingat unit PLTD yang terbesar di pasaran sekitar
12,5 MW.
Unit-unit pembangkit diesel di pasaran umumnya mempunyai putaran (untuk
frekuensi 50 Hertz) dari 300 putaran per menit sampai dengan 1.500 putaran per menit
(ppm). Dengan memperhatikan buku petunjuk pabrik, mesin-mesin yang mempunyai
nilai ppm rendah, sampai dengan 500 ppm, dapat menggunakan bahan bakar minyak
(BBM) kualitas No. 2 yaitu Intermediate Diesel Oil (IDO) dan kualitas No. 3 yaitu
Marine Fuel Oil (MFO). Jika memakai MFO harus di panaskan terlebih dahulu agar
tercapai viskositas yang cukup rendah. Apabila menggunakan IDO, maka tidak perlu
pemanansan terlebih dahulu. Mesin diesel dengan ppm di atas 500 ppm harus
menggunakan BBM kualitas No. 1 yaitu High Speed Oil (HSO).
2.2 Penggunaan dan Faktor-faktor Pertimbangan Pilihan Pembangkit Listrik Tenaga
Diesel (PLTD)
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) biasanya digunakan untuk memenuhi
kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama di daerah-daerah yang terpencil atau
untuk listrik pedesaan dan bisa juga digunakan untuk memasok kebutuhan listrik di suatu
pabrik atau industri.
PLTD cocok untuk lokasi dimana pengeluaran bahan bakar rendah, persediaan air
terbatas, minyak sangat murah dibandingkan dengan batubara dan semua beban besarnya
adalah seperti yang dapat ditagani oleh mesin pembangkit dalam kapasitas kecil, serta
dapat berfungsi dalam waktu yang singkat.
Kegunaan utama PLTD adalah penyedia daya listrik yang dapat berfungsi untuk :
- Pusat pembangkitan
- Cadangan (Stand by plant)
- Beban puncak
- Cadangan untuk keadaan darurat (emergency)
Faktor-faktor yang merupakan pertimbangan piihan sesuai untuk PLTD antara lain
- Jarak dari beban dekat
- Persediaan areal tanah dan air
- Pondasi
- Pengangkutan bahan bakar
- Kebisingan dan kesulitan lingkungan
2.3 Jenis-jenis Mesin Diesel
2.3.1 Mesin Diesel 2 Langkah
Mesin diesel 2 langkah adalah mesin yang setiap langkahnya terjadi satu
kali langkah bertenaga dengan dorongan gas hasil ledakan/pembakaran. Secara
teoritis mesin 2 Langkah dengan dimensi dan jumlah putaran per detik yang sama
seperti pada mesin 4 langkah, maka mesin 2 langkah ini akan menghasilkan daya
2 kali lebih besar. Namun dalam praktik, angka 2 kali lebih besar untuk daya yang
di dapat pada mesin diesel 2 langkah tidak tercapai (hanya sekitar 1,8 kali). Hal ini
disebabkan karena pembilasan ruang bakar silinder mesin diesel 2 langkah tidak
sebersih pada mesin diesel 4 langkah sehingga proses pembakarannya tidak
sempurna seperti pada mesin diesel 4 langkah. Maka efisiensi mesin 2 langkah ini
tidak sebaik efisiensi pada mesin diesel 4 langkah. Pada pemakaian bensinnya pun
lebih boraos dibanding mesin diesel 4 langkah. Mesin 2 langkah ini biasanya lebih
cocok digunakan pada keperluan yang memerlukan penghematan ruangan, seperti
pada lokomotif kereta api atau pada kapal laut.
Adapun Cara kerja dari mesin diesel 2 langkah ini adalah sebagai berikut
1. Langkah 1A Charging
Pada permulaan gerakan, piston akan bergerak keatas sedangkan P dan E
dalam keadaan terbuka. Udara bertekanan dari karter akan masuk ke silinder
dan meniup sisa gas pembakaran melalui E.
Gambar 2.1. Carging
2. Langkah 1B Compression
Piston akan bergerak ke atas, P dan E dalam keadaan tertutup oleh dinding
piston. Udara bersih yang berada dalam silinder akan dimampatkan.
Kemudian bahan bakar disemprotkan dan akan terjadi ledakan.
Gambar 2.2. Compression
3. Langkah 2A Combustion
Piston akan bergerak ke bawah dengan dorongan gas yang diledakkan
Gambar 2.3. Combustion
4. Langkah 2B Exhaust
Pada bagian akhir gerakan, piston akan bergerak ke bawah dimana E sudah
terbuka sehingga gas hasil pembakaran mulai keluar karena efek dari aktifitas
pemompaan.
Gambar 2.4. Exhaus
2.3.2 Mesin Diesel 4 Langkah
Mesin diesel 4 langkah merupakan mesin yang setiap 4 langkah terjadi
satu kali langkah bertenaga dengan dorongan gas hasil pembakaran/ledakan. Atau
dengan kata lain prinsip kerja mesin diesel 4 langkah adalah proses kerja mesin
untuk menghasilkan 1 kali pembakaran (usaha/kerja) torak bergerak 4 kali.
Gerakan torak yang menghasilkan kerja atau usaha berlangsung secara berurutan
dan terus menerus maka kegiatan untu menghasilkan kerja/usaha tersebut disebut
siklus. Proses pembakaran pada mesin diesel 4 langkah lebih sempurna daripada
mesin 2 langkah, karena pada proses pembilasan ruang bakar di silinder mesinnya
bersih. Pada mesin diesel 4 langkah pemakaian bahan bakarnya lebih hemat dan
masalah ruangan pun tidak menjadi soal. Cara kerja mesin diesel 4 langkah adalah
sebagai berikut:
1. Langkah Isap
Pada langkah ini piston bergerak dari TMA ( Titik Mati Atas ) ke TMB ( Titik
Mati Bawah ). Saat piston bergerak ke bawah katup isap terbuka yang
menyebabkan ruang didalam silinder menjadi vakum, sehingga udara murni
langsung masuk ke ruang silinder melalui filter udara.
Gambar 2.5. Langkah isap
2. Langkah Kompresi
Pada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju TMA dan kedua katup
tertutup. Karena udara yang berada di dalam silinder didesak terus oleh piston,
menyebabkan terjadi kenaikan tekanan dan temperatur, sehingga udara di
dalam silinder menjadi sangat panas. Beberapa derajat sebelum piston
mencapai TMA, bahan bakar di semprotkan ke ruang bakar oleh injector yang
berbentuk kabut.
Gambar 2.6. Langkah Kompresi
3. Langkah Usaha
Pada langkah ini kedua katup masih tertutup, akibat semprotan bahan bakar di
ruang bakar akan menyebabkan terjadi ledakan pembakaran yang akan
meningkatkan suhu dan tekanan di ruang bakar. Tekanan yang besar tersebut
akan mendorong piston ke bawah yang menyebkan terjadi gaya aksial. Gaya
aksial ini dirubah dan diteruskan oleh poros engkol menjadi gaya radial
(putar).
Gambar 2.7. Langkah Usaha
4. Langkah Buang
Pada langkah ini, gaya yang masih terjadi di flywhell akan menaikkan kembali
piston dari TMB ke TMA, bersamaan itu juga katup buang terbuka sehingga
udara sisa pembakaran akan di dorong keluar dari ruang silinder menuju
exhaust manifold. Begitu seterusnya sehingga terjadi siklus pergerakan piston
yang tidak berhenti. Siklus ini tidak akan berhenti selama faktor yang
mendukung siklus tersebut tidak ada yang terputus.
Gambar 2.8 Langkah Buang
2.4 Komponen Perlengkapan PLTD Dan Fungsinya
Bagian-bagian utama PLTD adalah Kepala silinder (cylinder head), Blok mesin (engine
block), Karter (carter/oil pan), dan generator. Mesin diesel berfungsi menghasilkan
tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator.
Adapun bagian-bagian mesin pada PLTD secara garis besar adalah sebagai berikut :
2.4.1 Cylinder head (kepala silinder)
Fungsi :
1. Penutup Silinder 5. Menempatkan Injector
2. Menempatkan Rocker Arm 6. Menempatkan Katub
3. Menempatkan Valve Starting ( Katup Start )
4. Tempat Saluran Udara Masuk dan Gas Buang.
Gambar 2.9 Cylinder head
A. Komponen yang terdapat pada kepala silinder
1. Injector ( Pengabut ) :
Gambar 2.10 Injector
Fungsi : Mengabutkan bahan
bakar/ menyemburkan bahan
bakar.
2. Rocker Arm ( Pelatuk )
Gambar 2.11 Rocker Arm
Fungsi : Untuk Menggerakkan Katup Buang dan Katup Isap.
3. Valve ( Katup )
Gambar 2.12 Valve ( Katup )
Fungsi :
Menutup dan membuka saluran udara masuk dan saluran gas buang.
Kontruksi Katup :
Sudut Bidang Kontak : 300 dan 450 .
Tanpa Rotator dan dengan Rotator.
4. Starting Valve
Fungsi : Membuka dan menutup saluran udara start mesin.
2.4.2 Piston dan Connecting Rod
1. Piston ( Torak )
Gambar 2.13 Piston
Fungsi :
Merapatkan Ruang Bakar
Menerima Tekanan Pembakaran
Menyerap Panas Hasil Pembakaran
Meneruskan Tekanan Hasil Pembakaran
Meneruskan Panas pembakaran ke liner
2. Piston Ring ( Ring Torak )
Gambar 2.14 Piston Ring
Fungsi :
Merapatkan torak dan liner
Memindahkan panas torak ke liner
Mencegah kebocoran tekanan diatas torak
3. Piston Pin ( Pena Torak )
Gambar 2.15 Piston Pin
Fungsi : Pena penghubung batang torak dengan torak
4. Connecting Rod ( Batang Torak )
Gambar 2.16 Conncting Rod
Fungsi :
Meneruskan tekanan torak keporos engkol.
Meneruskan putaran poros engkol ke torak.
2.4.3 Cylinder Liner & Engine Block
A. ( Silinder & Rangka Mesin )
1. Cylinder Liner ( Silinder )
Gambar 2.17 Cylinder Linier
Fungsi :
Tempat terjadinya pembakaran
Tempat pergerakkan torak
Penghantar panas hasil pembakaran
2. Liner ( Silinder )
Liner basah :
Liner bersinggungan langsung dengan air pendingin mesin.
Antara liner dengan mesin menggunakan penyekat karet.
Tingkat korosi liner lebih tinggi
Liner kering :
Liner tidak bersinggungan langsung dengan air pendingin mesin
Pemasangan liner lebih sulit
Liner lebih tahan korosi
3. Engine Block ( Blok Mesin )
Fungsi :
Tempat kedudukan liner dan poros engkol
Tempat komponen disatukan
Rangka Utama Mesin
Gambar 2.18 Engine Block
4. Frame ( Rangka )
Fungsi :
Rangka mesin adalah badan induk untuk mendukung semua bagian-bagian
mesin yang harus dapat menahan lendutan atau lengkungan akibat berat
beban komponen mesin.
2.4.4 Crank Shaft Dan Cam Shaft
A. Crank Shaft ( Poros Engkol )
Gambar 2.19 Crank Shaft
Fungsi :
Merubah gerak lurus menjadi gerak bolak-balik atau sebaliknya.
Tempat bertumpunya batang torak.
B. Cam Shaft ( Poros Bubungan )
Gambar 2.20 Cam Shaft
Fungsi :
Merubah gerak putar menjadi gerak lurus
Mengatur dan buka tutup katup
Penggerak pompa pengabutan bahan bakar.
2.4.5 Bearing ( Bantalan )
Gambar 2.21 Bearing ( Bantalan )
Fungsi :
Pelapis gerakan logam keras dengan logam keras
Memudahkan pemeliharaan komponen mesin yang bergerak
Memperkecil biaya pemeliharaan komponen mesin yang bergerak
Mencegah komponen utamma yang bergesekan cepat rusak
2.4.6 Transmision Gear ( Roda Gigi Pengatur )
Fungsi :
Mengatur pergerakan membuka dan menutup katub.
Mengatur pergerakan pompa injeksi bahan bakar
Mengatur penyesuaian pergerakan langkah torak dengan pompa injeksi
bahan, pergerakan membuka dan menutup katub
Menghubungkan putaran poros engkol dengan komponen yang memerlukan
gerak putar
Gambar 2.22 Transmision Gear
2.4.7 Bed Plate ( Lantai Mesin )
Gambar 2.23 Bed Plate ( Lantai Mesin )
Fungsi :
Sebagai penyangga utama seluruh bagian mesin dan generator untuk memudahkan
penempatan mesin dan generator.
2.4.8 Peralatan Tambahan (Alat Bantu) Pada Instalasi Mesin Diesel (PLTD)
1. Camshaft untuk mengatur gerakan membukanya katup, mengatur pemompaan
bahan bakar ke injector oleh pompa injeksi.
2. Pompa injeksi (injection pump) untuk memberikan tekanan pada solar yang
akan diinjeksikan/disemprotkan oleh nozel.
3. Turbocharger untuk menaikkan daya mesin dengan meniupkan udara ke
dalam silinder dan mengeluarkan udara/gas buang ke cerobong buang.
4. Governor untuk mengatur putaran motor dengan cara mengatur volume bahan
bakar yang disemprotkan.
5. Saringan (filter) :
a. Membersihkan oil dari kotoran-kotoran berupa karbon dan serbuk-serbuk
lagom yaitu terjadi pada glacier. Dimana glacier ini berfungsi untuk
membersihkan oli dari serbuk-serbuk logam yang tercampur pada oil.
b. Memisahkan air yang terbawa dalam aliran oil yaitu terjadi pada purifier.
Dimana purifier ini berfungsi untuk memisahkan oil dan air yang
tercampur.
2.5 Bahan Bakar Diesel
Bahan bakar diesel secara umum adalah bahan bakar cair apapun yang digunakan untuk
mesin diesel. Jenis yang paling umum adalah minyak bahan bakar yang berasal dari hasil
distilasi fraksi minyak bumi, namun ada juga produk selain dari turunan minyak bumi
seperti biodiesel, diesel biomassa menjadi cairan atau diesel gas menjadi cairan. Untuk
membedakan jenis-jenis diesel, bahan bakar dari minyak bumi umumnya disebut
petrodiesel. Diesel dengan sulfur ultra-rendah (ULSD) adalah standar untuk
mendefinisikan bahan bakar diesel dengan kandungan sulfur yang telah direndahkan.
Di Britania Raya, bahan bakar diesel untuk penggunaan jalan raya disebut DERV,
singkatan dari diesel-engined road vehicle (Kendaraan bermesin diesel untuk jalan raya)
yang besar pajaknya lebih tinggi dari diesel untuk penggunaan non-jalan raya. Di
Australia, bahan bakar diesel disebut juga ‘distillate’. Di Indonesia, bahan bakar diesel
yang paling umum adalah solar.
2.6 Efisiensi Bahan Bakar
Mesin S80ME-C7 milik MAN yang bermesin diesel mengkonsumsi 155 grams (5.5 oz)
bahan bakar per kWh dan menghasilkan efisiensi sebesar 54.4%, sehingga menjadikannya
konversi bahan bakar tertinggi menjadi tenaga untuk mesin pembakaran dalam maupun
luar manapun (The efficiency of a combined cycle gas turbine system can exceed 60%)
Hal ini berarti mesin diesel lebih efisien daripada mesin bensin untuk keluaran tenaga
yang sama, sehingga konsumsi bahan bakar lebih irit. Contoh lainnya adalah Škoda
Octavia, dimana mesin bensinnya mengkonsumsi bahan bakar 6.2 L/100 km (46 mpg-
imp; 38 mpg-US) untuk tenaga 102 bhp (76 kW) sedangkan mesin dieselnya hanya
mengkonsumsi 4.4 L/100 km (64 mpg-imp; 53 mpg-US) untuk keluaran tenaga 105 bhp
(78 kW).
Keefisienan mesin diesel disebabkan karena bahan bakar diesel lebih padat dan
kandungan energinya lebih banyak 15% berdasarkan volume. Meskipun nilai kalornya
sedikit lebih rendah daripada bensin (diesel 45,3 MJ/kg (megajoule per kilogram, bensin
45.8 MJ/kg), namun karena densitasnya lebih tinggi, maka massanya lebih besar.
Selain itu, mesin diesel juga lebih irit karena rasio kompresi yang lebih tinggi, terutama
pada putaran rendah dan kondisi mesin diam. Tidak seperti mesin bensin, mesin diesel
tidak memiliki butterfly valve/throttle pada sistem inlet yang menutup pada kondisi mesin
diam. Hal ini menimbulkan kerugian dan menurunkan adanya udara masuk, sehingga
efisiensi mesin bensin menurun. Di banyak penggunaan, seperti kapal laut, pertanian, dan
kereta, mesin diesel dibiarkan menyala diam berjam-jam. Kuntungan ini banyak
digunakan pada lokomotif kereta (liat dieselisasi).
Mesin diesel pada bus, truk, dan mobil-mobil baru bermesin diesel dapat mencapai
efisiensi maksimum sekitar 45%, dan sedang ditingkatkan sehingga mencapai 55%.
Meskipun begitu, rata-rata efisiensinya tidak selalu sama, tergantung pada kondisi dan
penggunaan.
2.7 Komponen-komponen Penting Mesin PLTD
1. Mesin / motor
Merupakan komponen dasar dari mesin yang memperkuat daya. Mesin tersebut
dirangkai dikopel langsung dengan generator.
2. Sistem Bahan Bakar (Fuel System)
Termasuk tangki bahan bakar, pompa pemindah bahan bakar, saringan alat pemanas
dan sambungan pipa kerja. Pompa pemindah bahn bakar membutuhkan pemindahan
bahan bakar dari ujung perantara ke tangki penyimpan dan dari tangki penyimpan ke
mesin. Saringan membutuhkan jaminan kebersihan bahan bakar. Alat pemanas untuk
minyak diperlukan untuk lokasi yang mempunyai temperature yang dingin yang
menganggu aliran fluida.
3. Sistem Udara Masuk
Termasuk saringan udara, saluran pompa kompresor (bagian integral dari mesin).
Kegunaan saringan udara adalah untuk membersihkan debu dari udara yang disuplai
ke mesin, juga semua ini dapat menimbulkan kenaikan daya keluaran.
4. Sistem Pembuangan Gas
Termasuk peredam dan penyambungan saluran. Temperatur pembuangan gas
panasnya cukup tinggi, gas ini merupakan pemanas minyak atau persediaan udara
pada mesin. Peredam mengurangi kegaduhan suara.
5. Sistem Pendinginan (Cooler System)
Termasuk pompa-pompa pendingin, menara pendingin, perawatan air atau mesin
penyaring dan sambungan pipa kerja. Kegunaan system pendinginan adalah untuk
meningkatkan panas dari mesin silinder yang menyimpan temperature sislinder dalam
tempat yang aman. Pompa mengedarkan air melewati silinder dan kepala selubung
mengangkut panas. Sistem pendinginan membutuhkan sumber air, sebuah pompa dan
tempat untuk pembuangan air panas, penyebaran air oleh mesin pendingin ini seperti
dalam alat radiator, pendingin uap, menara pendingin, penyemprot dan sebagainya.
6. Sistem Pelumasan (lube oil system)
Termasuk pompa minyak pelumas, tangki minyak, penyaring, pendingin, alat
pembersih dan sambungan pipa kerja. Fungsi sistem pelumasan yaitu untuk
mengurangi pergeseran dari bagian yang bergerak dan mengurangi pemakaian dan
sobekan bagian-bagian mesin.
7. Sistem Penggerak Mula
Termasuk aki, tangki hampa udara, starter sendiri dan sebagainya. Fungsi sistem
penggerak mula adalah menjalankan mesin. Sistem ini memungkinkan mesin pada
awalnya berputar dan berjalan sampai terjadi pembakaran dan unit meninggalkannya
untuk memperoleh daya.
2.8 Cara Kerja PLTD
Gambar 2.29 pembangkit listrik tenaga diesel
Keterangan
1. Tangki penyimpanan bahan bakar. 7. Penyaring gas pembuangan
2. Penyaring bahan bakar 8. Tempat pembuangan gas.
3. Tangki penyimpanan bahan bakar sementara 9. Generator
4. Pengabut 10. Trafo
5. Mesin diesel. 11. Saluran transmisi
6. Turbo charger.
Prinsip Kerja
Bahan bakar didalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan kedalam tanki
penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu. Kemudian
disimpan didalam tangki penyimpanan sementara (daily tank). Jika bahan bakar
adalah bahan bakar minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke
Pengabut (nozzel), disini bahan bakar dinaikan temperaturnya hingga manjadi kabut.
Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG) maka dari dari daily tank
dipompakan ke convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya.
Menggunakan kompresor udara bersih dimasukan kedalam tangki udara start melalui
saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger. Didalam
turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang
dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C.
Udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan kedalam ruang bakar
(combustion chamber).
Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk BBM) kemudian
diinjeksikan kedalam ruang bakar (combustion chamber)
Didalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan
udara murni yang dimanfaatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (35 – 50
atm), sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar
disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik
nyala bahan bakar sehingga akan menyala secara otomatis yang menimbulkan ledakan
bahan bakar.
Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada
poros engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan
bakan dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol
menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik
(reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros
engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi
gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi.
Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros rotor generator. Oleh
generator energi mekanis ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi gaya geral
listrik (ggl).
Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya menggunakan trafo step
up agar energi listrik yang dihasilkan sampai kebeban.
Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan dikirim kebeban. Disisi
beban tegangan listrik diturunkan kembali menggunakan trafo step down (jumlah
lilitan sisi primer lebih banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder).
2.9 Single line diagram PLTD
Gambar 2.30 Single line diagram
Sistem pada (bus B2), simulasi oleh resistif dan beban motor (ASM) pada 2400 V dari
jaringan distribusi 25 kV melalui 6 MVA, 25 / 2.4 kV transformator, dan dari keadaan
darurat sinkron Generator / diesel Unit mesin (SM).
Sebuah kapasitor bank 500 kvar digunakan untuk koreksi faktor daya pada bus 2,4 kV.
Jaringan 25 kV dimodelkan oleh sederhana RL sumber setara (level arus pendek 1000
MVA, faktor kualitas X / R = 10) dan beban 5 MW. Motor asynchronous berperingkat
2.250 HP, 2.4 kV, dan mesin sinkron berperingkat 3,125 MVA, 2,4 kV.
Awalnya, motor mengembangkan tenaga mesin 2000 HP dan generator diesel
memberikan 500 kW daya aktif. Mesin sinkron mengontrol 2400V di bus B2 tegangan
pada 1,0 pu dan menghasilkan 500 kW daya aktif. Pada t = 0,1 s, tiga-tahap untuk
kesalahan tanah terjadi pada sistem 25 kV, menyebabkan pembukaan 25 kV pemutus
sirkuit di t = 0,2 s, dan peningkatan mendadak dari pemuatan pembangkit. Selama
periode transient mengikuti kesalahan dan islanding sistem motor / Generator, sistem
mesin eksitasi sinkron dan kecepatan governor diesel bereaksi untuk mempertahankan
tegangan dan kecepatan pada nilai konstan.
BAB III
PERANCANGAN PLTD
3.1 Kriteria PLTD
Adapun kriteria-kriteria untuk merancang suatu Pembangkit Listrik Tenaga Diesel yaitu
sebagai berikut :
1. Dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih tersedia bahan bakar
2. Investasi awal pembangunan yang relative murah, kebutuhan energy di daerah-
daerah terisolasi yang mendesak dan kebutuhan energy daerah-daerah yang belum
terlalu besar, pembangunan PLTD didaerah ini untuk mengurangi biaya transmisi
dan rugi-rugi jaringan dalam menyalurkan energy listrik dari kota terdekat.
3. Keandalan pembangkit yang tinggi karena tidak bergantung terhadap alam.
4. Sebagai cadangan (standby plant) yang dijalankan pada saat unit pembangkit
utama yang ada tidak dapat mencukupi kebutuhan daya listrik.
5. Sebagai unit pembangkit listrik yang dapat menyuplai listrik selama 24 jam atau
pemikul beban tetap. Sifat pengoperasian harus pada beban dasar yang berkapasitas
tertinggi dan tidak dipengaruhi oleh frekuensi beban tetap. Hal ini memungkinkan
juga bila pasokan dapat mengalami gangguan.
6. Sebagai unit beban puncak (Peak load). Bila PLTD dioperasikan pada beban
puncak, biasanya dalam waktu yang tidak lama, karena berfungsi untuk menaikkan
tegangan yang turun pada saat beban puncak.
7. Sebagai unit cadangan (emergency) yang dijalankan saat keadaan darurat saat
terjadi pemadaman pada unit pembangkit utama.
8. Waktu pembebanan yang relative singkat.
9. Kapasitas PLTD Yang kecil
10. Pada saat start putaran mesin dari 0 rpm sampai sinkron dengan jaringan
membutuhkan waktu yang relative cepat.
11. Dapat mengambil beban dengan cepat, sehingga dapat meratakan beban dengan
cepat.
3.2 Karakteristik PLTD
Pada pembangkit listrik tenaga diesel daya yang dihasilkan dipengaruhi oleh konsumsi
bahan bakar, hubungan bahan bakar terhadap daya yang dibangkitkan pembangkit dapat
dilihat berdasarkan kurva karakteristik masukan bahan bakar terhadap daya aktif,
sebagai berikut :
Gambar 3.1 Karakteristik PLTD
Dilihat pada kurva diatas, bahwa dengan kapasitas bahan bakar masukan sekitar 109
atau sekita 1.000.000.000 kCal/J dapat menghasilkan daya sebesar 200 kw. Bila
kapasitas bahan bakar masukan 4.109 4.000.000.000 kCal/J menghasilkan daya 500
kW. Artinya bahwa kapasitas daya yang dibangkitkan pada pembangkitan listrik tenaga
diesel terlampau berkapasitas kecil dibandingkan dengan pembangkit listrik tenaga
lainnya seperti air. Oleh karena itu pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD) lebih cocok
digunakan pada saat beban puncak (peak load), disamping karena berkapasitas daya
yang dibangkitkan kecil, proses start awal yang begitu cepat.
3.3 Pemilihan Lokasi Perancangan PLTD
A. Rencana Lokasi :
Lokasi yang dipilih di daerah Desa Banjarejo, Kecamatan Tanjungsari, GunungKidul,
Yogyakarta.
B. Alasan Pemilihan Lokasi
Alasan dalam pemilihan lokasi tersebut, karena :
- Letaknya yang berdekatan dengan pantai, yaitu Pantai Drini. Pembangkit Listrik
Tenaga Diesel memerlukan air dengan kapasitas yang besar untuk proses
pendinginan pembangkit, sehingga memanfaatkan air pantai sebagai media
pendingin dengan melalui proses penetralisasi terlebih dahulu.
- Letaknya yang berdekatan dengan bahan bakar PLTD yaitu biodiesel, di daerah
Dusun Pandes RT.03, Desa Panggungharjo, Sewon Bantul Yogyakarta.
C. Kurva Beban
1. Kurva Beban D.I Yogyakarta
Tahun
Data
Beban
(MW)
Kenaikkan
(MW)
Kenaikan
(%)
2009 283 - -
2010 315 32 11,3074205
2011 351 36 11,4285714
2012 390 39 11,1111111
2013 435 45 11,5384615
Total 1774 152 45,3855646
Asumsi Target Kenaikan MW (%) 45
Dari Data diatas maka dapat dibuatkan kurva beban tahunan Provinsi D.I Yogyakarta
yang mencakup daerah keseluruhan termasuk daerah atau lokasi yang akan dibangun
PLTD, berikut kurva beban :
2009 2010 2011 2012 20130
100
200
300
400
500
KURVA BEBAN TAHUNAN D.I YOGYAKARTA
Data Beban (MW)
TAHUN
MW
Prakiraan beban daerah Yogyakarta hingga tahun 2015
Tahun
Data
Beban
(MW)
Asumsi
(x100)
2009 283 28300
2010 315 31500
2011 351 35100
2012 390 39000
2013 435 43500
2015 80344 80344
*Diasumsikan x100 agar beban puncak tahun 2015 dapat terlihat
Sehingga dapat terlihat prakiraan beban puncak pada tahun 2015 seperti kurva sebagai
berikut :
2009 2010 2011 2012 2013 20150
100002000030000400005000060000700008000090000
PRAKIRAAN KURVA BEBAN TAHUNAN D.I YOGYAKARTA
Data Beban (MW)
TAHUN
MW
Pada tahun 2015 :
a. Daya terpasang adalah total penjumlahan seluruh daya yang ada pada setiap
pembangkit baik yang sedang beroperasi ataupun yang sedang tidak beroperasi.
b. Daya tersedia adalah total penjumlahan seluruh daya yang ada pada setiap
pembangkit yang dapat beroperasi.
c. Daya cadangan adalah daya tersedia dikurangi dengan daya beban yang sedang
dipakai oleh pelanggan.
2. Kurva Beban Jawa-Bali
Sumber : Wordpress.com, diambil pada tanggal 02 Maret 2011
Kurva Karakteristik beban menurut sumber Wordpress.com
Penjelasan mengenai karakteristik beban :
1. Beban dasar (Base Load), pembangkit yang digunakan adalah pembangkit biaya
bahan bakar murah dan standby operasinya lama (waktu penyalaan pembangkit
sampai dapat memproduksi listrik). Karenanya, pembangkit yang digunakan
untuk jenis beban ini adalah PLTU dengan bahan bakar batu bara atau bahkan
dapat juga PLTG.
2. Beban puncak (Peak Load), pembangkit yang digunakan adalah pembangkit
yang standby operasinya cepat, maksudnya ketika saat dibutuhkan tambahan
pasokan daya, pembangkit dapat langsung menyuplai tambahan daya tersebut.
Jenis pemabgnkit yang sesuai untuk beban ini misalnya PLTD dan PLTG.
BAB IV
PENUTUP
Pembangkit listrik tenaga diesel merupakan tipe pembangkit yang akan selalu ada selama
tersedianya bahan bakar diesel yaitu solar. Terlihat dari kriteria dan karakteristik dari PLTD
memang baik digunakan terutama untuk daerah – daerah terpencil yang kebutuhan dayanya
kecil. Namun dilihat dari segi ekonomi pembuatan pembangkit listrik tenaga diesel ini kurang
efisien baik harga produsen maupun untuk konsumen. Hal ini dikarenakan bahan bakar yang
dibutuhkan terpatok dengan harga minyak dunia yang tidak menentu nilainya.