Embed Size (px)
Citation preview
Tugas Akhir – TE091399 STUDI PEMANFAATAN ENERGI PANAS LAUT DAN GELOMBANG LAUT UNTUK SISTEM KELISTRIKAN DI
KABUPATEN KARANGASEM BALI Dosen Pembimbing I: Ir. Syariffuddin Mahmudsyah, M.Eng, NIP : 194612111974121001
Dosen Pembimbing II: Ir. Teguh Yuwono, NIP : 195008061976121002
Nison Hastari Raharjo, NRP: 2209.105.104, Email: [email protected] Bidang Studi Sistem Tenaga, Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Kampus ITS Keputih Surabaya 60111, Indonesia
Abstrak
Pemanfaatan dan pengembangan sumber daya energi alternatif yang tersedia di Indonesia dalam rangka penganeka-ragaman sumber energi terutama sumber-sumber energi baru dan terbarukan (EBT), salah satunya adalah energi yang berasal dari laut. Potensi energi laut ini dapat dimanfaatkan sebagai pembangkit tenaga listrik dengan memanfaatkan potensi energi fisis/kimia yang dikandung menjadi energi listrik dengan cara mengkonversikannya, potensi energi laut ini diantaranya adalah; energi panas laut (untuk PLTPL), energi gelombang laut (untuk PLTGL), energi arus laut (untuk PLTAL), energi pasang-surut (untuk PLTPS) dalam studi pemanfaatan energi panas laut dan gelombang laut untuk sistem kelistrikan di kabupaten Karangasem Bali studi akan dikhususkan mengenai pemanfaatan energi panas laut untuk pembangunan PLTPL dan energi gelombang laut untuk pembangunan PLTGL, hal ini sangat relevan mengingat letak geografis Indonesia yang sebagian besar wilayahnya terdiri atas lautan, dan sebagai antisipasi untuk mereduksi defisit energi nasional, hal ini dikarenakan adanya kenaikan harga minyak dunia sebagai akibat dari beberapa negara penghasil utama minyak dunia telah mengalami produksi puncak pada beberapa tahun lalu dan diprediksi akan mengalami penurunan produksi pada dekade selanjutnya, selain itu hal ini sangat efektif untuk pemenuhan kebutuhan energi listrik untuk wilayah yang sulit dijangkau oleh sistem kelistrikan Jawa-Bali, disamping itu juga dapat berfungsi sebagai pengembangan ilmu pengetahuan di bidang energi mengenai pembangkit energi listrik berbasis EBT (Energi Baru dan Terbarukan).
Kata kunci/Keywords:Pembangkit Listrik; Konversi Energi Panas Laut; KEPL; Konversi Energi Gelombang Laut; KEGL; Pembangkit Listrik Tenaga Panas Laut; PLTPL; Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut; PLTGL; Energi Baru dan Terbarukan; EBT; Pembangkit Listrik Energi Terbarukan 1.1. Latar Belakang
Adanya kesenjangan antara kebutuhan dan persediaan energi merupakan masalah yang perlu segera dicari pemecahannya. Apalagi mengingat perkiraan dan perhitungan para ahli pada tahun 2010-an produksi minyak akan menurun tajam dan bisa menjadi titik awal kesenjangan energi, ditambah lagi dengan tidak menentunya harga minyak di pasar internasional yang mengakibatkan melambungnya harga minyak dunia yang merupakan sumber energi primer yang banyakdigunakan.Situasi ini sedikit banyak telah berpengaruh pada bangsa Indonesia. Dimana minyak bumi menjadi sumber energi utama. Hal ini menyebabkan naiknya ongkos produksi akibat adanya kenaikan harga Bahan Bakar Minyak (BBM), perhatikan gambar 1.1 merupakan prediksi penurunan produksi minyak dunia;
Gambar 1.1 Superposisi Beberapa Prediksi Produksi Minyak
Dunia1 (Sumber: EWG, 2008, Crude Oil the Supply Outlook hal 12, IEA, 2009, World Energy Outlook 2009)
Untuk itulah perlu solusi energi alternatif yang dapat
menggantikan minyak bumi atau bahan bakar fosil lainnya yang bersifat lebih efisien, ramah lingkungan dan terbaharui. Namun,
1
1http://ekonomi.kompasiana.com/bisnis/2011/10/11/2030-indonesia-raksasa-no-
5-ekonomi-dunia/
pengembangan sumber energi alternatif memerlukan waktu sebelum sampai pada pemanfaatan secara ekonomi. Beberapa negara seperti Amerika Serikat, Uni Soviet, Inggris, Perancis, Kanada, Jepang, Belanda, dan Korea telah mulai meneliti kemungkinan pemanfaatan energi dari laut terutama, gelombang, pasang surut, dan panas laut dengan hasil yang memberikan harapan cukup baik.
Dengan luas perairan hampir 60% dari total luas wilayah sebesar 1.929.317 km2, Indonesia mempunyai potensi dibidang kemaritiman yang sangat besar. Apalagi dengan bentangan Timur ke Barat sepanjang 5.150 km dan bentangan Utara ke Selatan 1.930 km telah mendudukkan Indonesia sebagai negara dengan garis pantai terpanjang di dunia. Laut selain menjadi sumber pangan juga mengandung beraneka sumber daya energi. Dengan memperhatikan gambar 1.2 yang merupakandata produksi minyak dunia dari negara-negara yang telah mengalami produksi puncak pada tahun 1999 dan mengalami penurunan pada tahun-tahun selanjutnya, seharusnya sudah menjadi pertimbangan dalam menentukan kebijakan di bidang ketahanan energi, khususnya penganeka-ragaman energi listrik.
Gambar 1.2 Grafik Produksi Puncak Minyak Dunia2
2http://www.theoildrum.com/story/2006/11/2/204936/516
Kini para ahli menaruh perhatian terhadap laut sebagai upaya mencari jawaban terhadap tantangan kekurangan energi di waktu mendatang dan upaya menganekakan penggunaan sumber daya energi. Pada musim hujan, angin umumnya bergerak dari Utara Barat Laut dengan kandungan uap air dari Laut Cina Selatan dan Teluk Benggala. Di musim Barat, gelombang air laut naik dari biasanya di sekitar Pulau Jawa.
Penerapannya di Indonesia bukanlah sesuatu yang mustahil. Tapi perlu ada masterplan yang jelas dan konsisten untuk mewujudkannya. Karena ini dapat menjadi sumber energi alternatif potensial. Apalagi proses pembuatannya tidak merusak alam, melainkan ramah lingkungan. Perhatikan Gambar 1.3, defisit energi yang di alami Indonesia menunjukkan semakin tinggi nilai konsumsi minyak di banding kapasitas produksi minyak dari tahun ke tahun, serta dari grafik tersebut dapat dilihat semakin besar nilai defisit energi untuk prediksi tahun-tahun berikutnya.
Gambar 1.3 Grafik Konsumsi Minyak terhadap Kapasitas Produksi
Minyak Indonesia3 Salah satu yang akan di bahas dalam Tugas Akhir ini adalah
konversi energi panas laut yang dimanfaatkan sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Panas Laut (PLTPL), konversi energipanas laut merupakan sistem konversi energi yang terjadi akibat perbedaan suhu di permukaan dan di bawah laut menjadi energi listrik. Potensi terbesar konversi energi panas laut untuk pembangkitan listrik terletak di khatulistiwa.
Karena sepanjang tahun di daerah khatulistiwa suhu permukaan laut berkisar antara 25-30°C, sedangkan suhu di bawah laut turun 5-7°C pada kedalaman lebih dari 500 meter. Terdapat dua siklus konversi energi panas laut, yaitu siklus Rankine terbuka dan siklus Rankine tertutup. Sebagai pembangkit tenaga listrik, konversi energi panas laut siklus Rankine terbuka memerlukan diameter turbin sangat besar untuk menghasilkan daya lebih besar dari 1 MW, sedangkan komponen yang tersedia belum memungkinkan untuk menghasilkan daya sebesar itu, alternatif lain yaitu siklus Rankine tertutup dengan fluida kerja ammonia (NH3), karena ammonia memiliki titik didih yang sangat rendah, selain ammonia, Freon R-22 (CHClF2) dan Propan (C3H6) juga memiliki titik didih yang sangat rendah, yaitu antara -30o C sampai dengan 50o C pada tekanan atmosfer, dan kurang lebih 30o C pada tekanan antara 10-12,5 Kg/cm2. Gas-gas inilah yang prospektif untuk dimanfaatkan sebagai medium/fluida kerja pada konversi energi panas laut.
Berdasarkan letak penempatan pompa kalor, konversi energi panas laut dapat diklasifikasikan menjadi tiga tipe; konversi energi panas laut landasan darat (Land-Based), konversi energi panas laut terapung landasan permanen (Spar BuoyOff-Shore), dan konversi energi panas laut terapung kapal (Barge Off-Shore). Konversi energi panas laut landasan darat alat utamanya terletak di darat, hanya sebagian kecil peralatan yang menjorok ke laut. Kelebihan sistem ini adalah dayanya lebih stabil dan pemeliharaannya lebih mudah.
2
3http://bicaraenergi.com/2011/09/bp-statistical-review-2011-minyak-bumi/
Kekurangan sistem jenis ini membutuhkan keadaan pantai yang curam, agar tidak memerlukan pipa air dingin yang panjang.
Status teknologi konversi energi panas laut jenis ini baru pada tahap percontohan dengan kapasitas 100 W dan dengan fluida kerja freon yang dilakukan oleh TEPSCO Jepang, dengan lokasi percontohan di Kepulauan Nauru. Selain itu dibangun pusat penelitian dan pengembangan konversi energi panas laut landasan darat (STF) yang terletak di Hawaii.Untuk konversi energi panas laut terapung landasan permanen, diperlukan sistem penambat dan sistem transmisi bawah laut, sehingga permasalahan utamanya pada sistem penambat dan teknologi transmisi bawah laut yang mahal. Jenis ini masih dalam taraf penelitian dan pengembangan.Konversi energi panas laut terapung kapal beroperasi dengan bebas karena dibangun di atas kapal. Biasanya energi listrik yang dihasilkan untuk memproduksi berbagai bahan yaitu amonia, hidrogen, methanol, dan lain-lain.
Status teknologi konversi energi panas laut jenis ini baru taraf percontohan, dengan nama pembangkit Mini OTEC yang berkapasitas 50 kW dengan lokasi percontohan di laut Hawaii. Mini OTEC menghasilkan daya bersih 10 kW sampai 15 kW. Selain itu, pada tempat yang sama beroperasi konversi energi panas laut dengan nama OTEC1 dengan kapasitas 1 MW. Perkembangan teknologi konversi energi panas laut di Indonesia baru mencapai status penelitian, dengan jenis konversi energi panas laut landasan darat dan dengan kapasitas 100 kW, lokasi di Bali Utara yaitu Bondalem oleh BPPT.4
Pulau Bali merupakan salah satu wilayah yang kaya akan sumber energi terbarukan, yang dapat dikembangkan sebagai pembangkit tenaga listrik untuk perkembangan kebutuhan energi listrik di wilayah tersebut dan sekitarnya, Bali yang wilayahnya terletak di dekat daerah garis khatulistiwa sehingga mempunyai kondisi Sea Surface Temperature (SST) yang rata-rata bersuhu relatif panas (sekitar antara 25-30oC) lihat gambar 1.1 berikut;
Gambar 1.1 Mean Sea Surface Temperature (SST)5
Serta pulau Bali merupakan salah satu wilayah yang
perairannya dilalui ARLINDO (Arus Lintas Indonesia) atau ITF (Indonesian Through Flow) arus ini relatif konstan bersuhu dingin (sekitar antara 5-10oC) lihat gambar 1.2 berikut;
4http://www.alpensteel.com/article/52-106-energi-laut-ombakgelombang arus/2885--sumber-energi-alternatif-dari-laut.html 5http://www.osdpd.noaa.gov/ml/ocean/sst/contourthumb.html
Gambar 1.2 Indonesian Through Flow (ITF)6
Sehingga perbedaan suhu ini sangat cocok untuk dijadikan
wilayah pengembangan Pembangkit Listrik Energi Panas Laut (PLTPL), ARLINDO merupakan bagian tak terpisahkan dari sistem termohaline circulation dunia dan berpengaruh besar pada dinamika yang terjadi baik di Samudera Pasifik maupun Samudera Hindia (Sprintall et. al., 2003). ARLINDO sendiri memasuki perairan Indonesia dari Samudera Pasifik melalui lapisan thermocline (Hautala,1996)7.Untuk pengembangan PLTPL di wilayah lain yang tidak di lalui ARLINDO pada kedalaman tertentu masih bisa mendapatkan selisih suhu yang dibutuhkanuntuk pembangunan PLTPL hal ini didasarkan dengan teori oceanography yaitu mengenai thermocline berikut penjelasan teori tersebut secara grafik;
Gambar 1.3 Simple temperature-depth ocean water profile
(Thermocline Characteristic)8 Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa untuk mendapatkan
selisih suhu antara suhu permukaan (Sea Surface Temperature/SST) dengan suhu laut pada kedalaman tertentu sangat mudah, suhu dingin yang dibutuhkan tersebut terdapat pada kedalaman antara 500 m sampai dengan 1000 m (5oC-10oC).
Selain energi panas laut yang dapat dimanfaatkan, Air laut juga memiliki banyak manfaat salah satunya menghasilkan energi listrik dengan memanfaatkan energi gelombang laut yang dimanfaatkan sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut (PLTGL). Sifat kontinyuitasnya yang tersedia terus setiap waktu menjadikan gelombang laut baik untuk dijadikan sebagai pembangkit tenaga listrik. Melalui pembangkit listrik ini, energi besar yang dimiliki ombak dapat diubah menjadi tenaga listrik. Listrik dari tenaga gelombang ini diharapkan dapat menjadi solusi bagi krisis energi yang terjadi akhir-akhir ini.
3
6http://www.faktailmiah.com/2010/07/28/15-juta-meter-kubik-air-tiap-detik-menembus-indonesia.html 7http://www.ilmukelautan.com/oseanografi/ fisika-oseanografi 8http://www.windows2universe.org/earth/water/temp.html
Pembangkit listrik tenaga gelombang telah diuji cobakan di pulau Islay, di lepas pantai barat Skotlandia, dan menghasilkan 500 KW listrik yang cukup untuk kebutuhan 400 rumah tangga. Berikut data tinggi gelombang laut yang akan dimanfaatkan untuk pembangunan PLTGL;
Cara kerja pembangkit listrik baru ini sangat sederhana. Sebuah tabung beton dipasang pada suatu ketinggian tertentu di pantai dan ujungnya dipasang dibawah permukaan air laut. Tiap kali ada ombak yang datang ke pantai, air di dalam tabung beton itu akan mendorong udara yang terdapat di bagian tabung yang terletak di darat. Pada saat ombak surut, terjadi gerakan udara yang sebaliknya dalam tabung tadi. Gerakan udara yang bolak-balik inilah yang dimanfaatkan untuk memutar turbin yang dihubungkan dengan sebuah pembangkit listrik. Sebuah alat khusus dipasang pada turbin itu supaya turbin hanya berputar satu arah, walaupun arah arus udara dalam tabung beton itu silih berganti.
Selain skotlandia langkah ini juga telah dirintis di New South Wales, Australia, baru-baru ini. Pembangkit listrik itu mempunyai luas seperempat lapangan sepak bola dan tingginya setara gedung bertingkat lima. Pembangkit listrik tenaga gelombang pertama ini nantinya akan diletakkan 200 meter dari garis pantai.m Ombak yang datang akan memasuki sebuah lorong dan menciptakan tiupan udara dengan kecepatan mencapai 400 kilometer per jam untuk memutar turbinnya menerangi 2.000 rumah. Keuntungan lain pembangkit listrik ini, tak menghasilkan gas emisi hingga ramah lingkungan. Berikut data tinggi gelombang laut yang akan dimanfaatkan untuk pembangunan PLTGL;
Gambar 1.5 Sea Surface Height (SSH) Wilayah Indonesia9 Dengan ini sumber energi terbarukan dari laut akan
mempunyai peranan yang sangat besar terutama pada masa mendatang. laut menyimpan cadangan energi yang cukup besar dan energi tersebut tersimpan dalam panas laut, gelombang laut, pasang surut, dan arus laut. Dalam penyelidikan para ahli, lautan termasuk salah satu yang akan dikembangkan sebagai pendukung pengadaan sumber energi di dunia.
Perlu diketahui energi yang tersimpan dalam laut mulai dari panas laut, gelombang laut hingga arus laut. Total potensinya mencapai 727.000 MW. Namun dengan teknologi yang ada saat ini, potensi yang bisa dikembangkan mencapai 49.000 MW. Sementara teknologi yang paling siap adalah teknologi gelombang dan arus pasang surut dengan potensi praktis 6.000 MW, oleh karena itu pengembangan pembangunan Pembangkit Listrik berbasis Energi Baru dan Terbarukan (EBT) harus mendapatkan prioritas dalam Rencana Pembangunan Jangka Panjang Nasional (RPJPN).10
9http://polar.ncep.noaa.gov/waves/viewer.shtml?-multi_1-aus_ind_phi- 10http://www.esdm.go.id/news-archives/323-energi-baru-dan-terbarukan/4755-potensi-energi-laut-nasional-telah-diratifikasi.html
Pada dasarnya pembangkitan energi laut jauh lebih ekonomis dibanding BBM. Bila untuk membangkitkan 1 kWh dengan BBM dibutuhkan US$ 20-25 sen, dengan energi laut biaya yang dibutuhkan hanya US$ 7-18 sen.Jenis sumber daya energi laut yang dapat dimanfaatkan diantaranya energi arus laut (Tidal Current), energi level pasang surut (Tidal Height), energi gelombang (wafe), energi panas laut (Ocean Thermal), dan energi kimia laut (Salinity).
Di Indonesia, jenis sumber daya dan potensi energi laut yang diratifikasi versi ASELI (Asosiasi Energi Laut Indonesia) pada tahun 2011; arus pasang surut memiliki potensi teoritis 160 GWpotensi teknis 22,5 GW, dan potensi praktis 4,8 GW; sedangkan untuk gelombang laut memiliki potensi teoritis 510 GW, potensi teknis 2 GW, dan potensi praktis 1,2 GW, serta yang terakhir untuk panas laut memiliki potensi teoritis 57 GW, potensi teknis 52 GW, dan potensi praktis 43 GW (Mukhtasor, anggota Dewan Energi Nasional/DEN).11
4
1.2. Permasalahan
Permasalahan yang akan dibahas mengenai pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Laut dan Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang di Karangasem Bali adalah meliputi:
a. Berapa potensial energi panas laut dan gelombang yang bisa dikonversikan menjadi energi listrik di Karangasem Bali.
b. Berapa besar efisiensi energi listrik yang dihasilkua oleh pembangkit listrik tenaga panas laut dan pembangkit Listrik tenaga gelombang laut jika dibanding dengan sumber energi terbarukan yang lain.
c. Berapa besar harga energi listrk per kWh dari sumber energi panas laut dan gelombang laut jika dibandingkan dengan pembangkit yang telah ada saat ini.
d. Sumber listrik dari jenis energi apakah yang cocok untuk dikembangkan di Karangasem Bali di masa mendatang.
1.3. Batasan Permasalahan
a. Analisa potensi energi panas laut dan gelombang yang dapat dikembangkan dilakukan di Karangasem Bali.
b. Karena pembangkit listrik tenaga panas laut dan gelombang belum ada di Indonesia sebagian data di ambil dari negara maju di dunia yang telah melakukan penelitian terlebih dahulu, data tersebut dipakai di Indonesia khususnya Karangasem Bali setetah diadakan penyesuaian atas situasi kondisi yang telah ada.
c. Prakiraan biaya didasarkan atas pendekatan dari data pembangunan pembangkit listrik yang telah ada saat ini.
d. PLTPL yang dibahas adalah PLTPL siklus terbuka. e. Belum membahas perencanaan teknis secara mendetail
dari pembangunan pembangkit listrik tenaga panas laut dan gelombang.
f. Untuk perhitungan studi kelayakannnya menggunakan NPV dan IRR.
1.4. Tujuan a. Memperoleh data secara keseluruhan dari potensi sumber
energi panas laut dan gelombang yang bisa dikembangkan. b. Memberikan gambaran mengenai biaya pembangkitan dari
Pembangkit listrik tenaga panas laut dan gelombang di Karangasem Bali.
1.5. Relevansi
Makin tinggi tingkat kemajuan dan pendapatan nasional suatu bangsa, makin tinggi pula konsumsi energi yang dibutuhkan, sementara itu cadangan sumber energi konvensional (minyak, gas bumi, dan batu bara) di dunia hampir habis, sebab itu untuk lebih menunjang pembangunan di masa mendatang, peningkatan penyediaan energi harus direncanakan mulai sekarang terutama
11http://202.46.15.98/index.php/module/News+News/id/10063 (ristek.go.id)
pemanfaatan sumber energi terbarukan yang ada di Bali sebagai pembangkit tenaga listrik. Fokus pembahasan pada penulisan ini ditujukan pada penyediaan energi non-konvensional di Bali sebagai bagian dari kebijakan energi nasional. 2. ANALISA DATA 2.1. Wilayah Penelitian 2.1.1. Lokasi Penelitian
Gambar 4.1 menunjukkan lokasi penelitian yang dilakukan untuk studi pemanfaatan energi panas laut untuk pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Laut (PLTPL) dan studi pemanfaatan energi gelombang laut untuk pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut (PLTGL) adalah di kabupaten Karangasem Bali.
Gambar 4.1 Lokasi Penelitian di Kab. Karangasem Prop.Bali
2.1.2. Koordinat Analisa Lokasi Pembangunan PLTPL &
PLTGL Berikut merupakan beberapa titik koordinat untuk pengambilan
sampel data untuk lokasi pembangunan PLTPL (Jingga) dan PLTGL (Hijau).
Gambar 4.3 Titik Koordinat Pembangunan Pembangkit Listrik
2.1.3. Koordinat Antara Pembangunan Pembangkit Dengan
Lokasi Pusat Beban/Penduduk Terpadat
Gambar 4.4 Titik Koordinat Pertimbangan Pembangunan
Pembangkit Listrik Gambar 4.4 merupakan ilustrasi secara keseluruhan dari
beberapa titik koordinat yang menjadi pertimbangan pembangunan pembangkit listrik antara lain; jarak transmisi ke pusat beban/penduduk terpadat, akses transportasi terdekat, kemudahan akses jalan untuk proses pembangunan maupun maintenance pembangkit, dan pertimbangan lainnya sebagai pemenuhan persyaratan dibangunnya pembangkit.
2.1.4. Area Penelitian Pembangunan PLTPL & PLTGL
Penentuan area penelitian disesuaikan dengan kedalaman laut untuk mendapatkan selisih suhu, tinggi gelombang, frekuensi gelombang, Periode Gelombang di wilayah Karangasem Bali
Gambar 4.4 Area Penelitian Pembangunan Pembangkit Listrik
Berikut data lokasi area penelitian pembangunan pembangkit:
a. Koordinat A (kuning) Latitude : -8.352981° Longitude : 115.650350°
b. Koordinat B (kuning) Latitude : -8.352981° Longitude : 115.845326°
c. Koordinat C (kuning) Latitude : -8.549585° Longitude : 115.845326°
d. Koordinat D (kuning) Latitude : -8.549585° Longitude : 115.650350°
2.1.5. Koordinat Yang Dipilih Sebagai Lokasi Pembangunan
Pembangkit Lokasi yang dipilih untuk PLTPL adalah jarak yang terdekat
dengan daratan dsn akses jalan untuk memudahkan pembangunan, sedangkan untuk PLTGL adalah jarak yg terdekat dengan titik koordinat pembangunan PLTPL, tentunya penentuan lokasi tersebut telah memenuhi syarat untuk mendapatkan daya maksimal di area penelitian tersebut.
Gambar 4.5 Area Penelitian Pembangunan Pembangkit Listrik
Berikut koordinat yang dipilih sebagai lokasi pembangunan
pembangkit listrik; a. Koordinat pembangunan PLTPL
Latitude : -8.434285° Longitude : 115.744592°
5
b. Koordinat pembangunan PLTGL Latitude : -8.427383° Longitude : 115.713999°
Berikut Jarak antara masing-masing titik koordinat yang dipilih
sebagai lokasi pembangunan pembangkit listrik; a. Garis Biru
Menunjukkan jarak antara titik koordinat pembangunan PLTGL dengan titik koordinat pembangunan PLTPL, jarak tempuh: 3.46 km
b. Garis Kuning
Menunjukkan jarak yg dibutuhkan utk jaringan transmisi dari pusat pembangkit menuju pusat sistem distribusi secara garis lurus, jarak tempuh: 11.8 km.
c. Garis Merah Perkiraan jarak yg dibutuhkan utk jaringan transmisi dari
pusat pembangkit menuju pusat sistem distribusi secara riil, jarak tempuh: 13 km
2.2. ANALISA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS
LAUT (PLTPL) 2.2.1. PLTPL Siklus Terbuka 2.2.1.1. Efisiensi Siklus Rankine
Air laut dengan temperatur 29.8°C dan tekanan 1 Atm dipompa ke dalam evaporator sampai mencapai uap jenuh pada temperatur 24.8°C dengan tekanan 10.6 Atm. Setelah memutar turbin, temperatur turun menjadi 13.1°C dengan tekanan 7.6 Atm.
Kemudian pelepasan kalor di dalam kondensor dari pemompaan air laut dingin dengan temperatur 8.1°C akan menghasilkan air bersih (tawar) dan temperatur air laut dingin akan naik menjadi 10.6°C. Prosesnya dapat ditunjukkan pada gambar 4.1.
Gambar 4.6 Siklus Rankine
Keadaan 1 : temperatur 29.8°C dan tekanan 1 Atm Keadaan 2 : temperatur 27.3°C dan tekanan 10.6 Atm Keadaan 3 : uap jenuh dengan temperatur 24.8°C dan
tekanan 10.6 Atm Keadaan 4 : temperatur 13.1°C dan tekanan 7.6 Atm Keseimbangan enaga
· (4.1) t pada pompa menghasilkan:
0.001004 m3/kg pada suhu 29.8oC di
: : 1.088 Mpa
mana; (dari tabel B.1a pada halaman Lampiran)
: 1 atm = 0.1013 Mpa Jadi;
0.0010049.9 / .
1.088 0.1013 106.
Jika efi n pompa sama gerakkan pompa sebesar:
sie si dengan 60% kerja untuk meng
.
.16.5 / .
En halpi fluida sebelum di
(4.2) t pompa ( ) diperoleh rumus:
0.001121.8 / .
121.65 1.088 0.1013 10 .
(4.3) Enthalpi fluida se elah dipompa (
123.8 16.5 140.3 / .
t ) diperoleh dengan rumus:
Temperatur sebelum masuk evaporator ( ) dapat dicari
dengan ersam an·
p a : · (4.4)
.
di
: Temperatur sebelum melalui evaporator
m : Temperatur permukaan air laut (29.4oC) ana;
: Panas jenis air laut (4.186 kJ/kg) Maka;
29.4 . ..
31 . Pad
3 = 2547.2 kJ/kg (dari tabel B.1 pada halaman Lampiran) a keadaan uap jenuh 24.8° C, maka;
Ja panas yangadalah:
(4.5)
di dipindahkan ke dalam evaporator persatuan berat
2547.2 140.3 2406.9 kJ/kg.
Untuk menentukan keadaan 4, harus menentukan keadaan 4s, Pada em (dari tabel B.1 pada halaman Lamp
t peratur 13.1o C, maka:an
. ir )
8
.5588 / 0.2101 / . . 8.5952 / . .
Kar a
= · en ; dan
8.5588 0.21018.5952
Pada temperatur 13
an i.1° C (dari tabel B.1 pada halaman
Lampir ) d dapatkan: 54.6 /
2470.7 /
(4.6)
Maka; 2470.7 .
· 54.6 0.97 2451.2 / .
m a kerja yang dh:
(4.7)
ak ihasilkan turbin persamaan berat fluida adala
2547.2 2451.2 96 / .
a
(4.8) Jik efisiensi turbin = 80%, maka
. 96. 0.8 76.8 / .
;
6
Sehingga;
(4.9) 2547.2 76.8 2470.4 / .
Jadi efisiensi siklus turbin adalah:
76.8 16.5
2406.9
(4.10)
2.5 %
2.2.1.2. Efisiensi Turbin Uap Perubahan enthalpi uap air laut akan sama dengan tenaga
kecep a zzle. Sedangkan kecepatan uap yang masu k t
at n uap yang keluar nok e urbin adalah:
. · .2 2470.4
(4.11) 44.72 · √2547 400 /
Sudut nozzle turbin dipilih sebesar 15o, sehingga untuk
memperoleh efisiensi maksimum kecepatan sudu harus:
· · . 1/2 · 400 · 15 193 / .
Dengan menggunakan diagram segitiga kecepatan seperti
gambar 4.2 maka diperoleh:
G
n 15°
ambar 4.7 Diagram Segitiga Kecepatan dima a;
193 / 400 /
maka;
· cos 400 · 15. 386.4 / .
Efisiensi sudu turbin adalah:
2 · ·
2 · 193 · 386.4400 93%
Dengan me d anggap s
93%
ngabaikan kerugian mekanis turbin, maka efisiensi turbin i ama dengan efisiensi sudu, yaitu:
2.2.1.3. Perhitungan Daya Turbin
Pada PLTPL ini generator yang dipakai adalah generator arus bolak-balik (AC). Sedangkan daya yang dibangkitkan adalah 2500 kW. Jika efisiensi generator 95%, maka daya mekanis yang dibutu rator ialah : hkan gene
25000.95 2631.579
Banyaknya u yang dibutuhkan per satuan waktu untuk
mensup a ga k alah : ap
l i tena e turbin ad
2631.5790.93 76.8 16.5
46.926 /
Jadi daya por s turbi adalah:
0.93 76.8 46.926 3352
o n
Dan jari-jari poros turbin ( ) adalah:
··
. 60 · 1932 · 750
2.5
atau diameternya ( ) adalah: 5 meter
Jika telah diketahui diameter turbin d = 5 meter, dan kecepatan
turbin d m m/s, yaitu = 386.37 m/s, maka kecepatan turbin (n) er t enjadi;
ala U’jika dikonv sikan dalam rpm (rota ion per minute) m
60 . 60 .
7
Jika frekuensi generator yang digunakan f = 50 Hz maka didapat ju san b nerator sinkron (P ) adalah sebagai beri t
mlah pa g kutu ge gku ;
120 · 120 · 501475.82
4.065
2.2.1.4. Kapasitas Evaporator En ang diperlukan oleh evaporator untuk
menc oC adalah: ergi panas y
aiap uap jenuh pada 22.8·
140.3 ·
46.926 · 2547.2112947 /
Jika efisiensi evaporator dianggap 100%, beda temperatur
sebelum masuk evaporator dan setelah keluar dari evaporator adalah 2.5°C dengan panas jenis air laut 4.186 kJ/kg, maka evaporator membutuh a emanas sebesar: k n air p
112947
4.186 2.510792 /
); Jadi kapasitas evaporator (
10792 /
2.2.1.5. Kapasitas Kondensor Energi panas y
se ang harus dilepaskan dalam kondensor untuk
mencapai titik mula adalah: ·
2470.4 123.8 2346.6 / Pa yang harus nsor dalah:
nas dilepaskan per satuan waktu di dalam konde a
· 2346.6 · 46.926 110117 /
Beda suhu air laut sebelum masuk kondensor dan setelah
keluar konde or adalah 2.5oC, maka kondensor membutuhkan air pendi in
nsng sebesar:
1101174.186 2.5 10522 /
Jadi kapasitas kondensor ( ) = 10522 /
2.2.1.6. Perhitungan Daya Pompa Air Laut a. D t ingin aya Pompa Air Lau D
Untuk menentukan daya. · · ·
pompa air laut dingin dengan rumus; ·
·.
dim
: Faktor gesekan
ana;
: Panjang pipa air (m)
: Debit air laut (m3/detik) : Diameter pipa (m) : Kecepatan air laut dalam pipa (m/detik)
g :Percepatan gravitasi bumi (m/detik2)
i = 10.522m3/detik
D
= 0.05
ketahui:
= 600 m =5.5 m
= 9.8 m/detik 2
= 1.004 m/detik
Sehingga didapat da p air laut dingin ( ) yang
diperl kya ompa
u an adalah; · 0.05 ·
6005.5
9.8 · 10.522 ·1.0042 · 9.8
28.927
b. Daya Pompa Air Laut Hangat Untuk menentukan p
n penentuan p rsam. · · ·
ersamaan daya pompa air laut hangat sama denga e aan daya pompa air laut dingin,yaitu:
··
.
: Debit air laut (m3/detik) dim
: Faktor gesekan
ana;
: Panjang pipa air (m)
: Diameter pipa (m)
: Kecepatan air laut dalam pipa (m/detik) g : Percepatan gravitasi bumi (m/detik2)
= 10.792 m3/detik D
= 0.05
iketahui:
= 100 m
= 5.5 m
= 1.004 m/detik = 9.8 m/detik 2
Sehingga didapat day o ngat ( ) yang
diperl ka la p mpa air laut ha
u n ada ah; 9.8 · 10.792 · 0.05 ·
1005.5
·1.0042 · 9.8
5 Ja daya tal pdi to ompa dari air laut dingin dan hangat adalah
( ):
29.9 5 34
2.2.1.7. Perhitungan Pompa Hampa Udara Pada perhitungan pompa hampa udara yang dipergunakan
biasanya memerlukan daya 10% dari net power output12
Sehingga daya pompa untuk hampa
10% · 2500 250 udara adalah:
Ja daya tal yadi to ng dibutuhkan untuk starting sistem PLTPL
2500 kW adalah:
34 250 284
d i pompa ( ) adalah: Ja i efisiens
2500
2500 28490%
Jadi e PL 2500 kW adalah : fisiensi seluruh sistem PLT
0.025 0.93 0.95 0.90 2.8%
12Clinton E. Brown, Laskar W, “Engineering and Open Cycle Power Plant For Extracting Solar Energy The Sea”, Dallas, Texas, 1975
8
2.2.1.8. Perkiraan Biaya Pembangunan PLTPL 2500 KW Biaya investasi pembangkit dan biaya listrik dapat dihitung dan
diestimasikan dengan menyederhanakan konsep. Estimasi biaya berdasarkan pada asumsi power output 2500 kW dan umur hidup (life time) 30 tahun dengan faktor guna atau keandalan sebesar 0.8 (waktu operasional 292 hari).Dalam hal ini biaya hanya dihitung sekali pembangunan saja dan biaya bahan bakar tidak berpengaruh. Biaya energi dapat dihitung dengan menggunakan beban rata-rata pertah n ya tetap dan dapat dirumuskan sebagai beriku
u yang jumlahnt:
di
: Faktor tahunan mana;
b : Pajak dan asuransi c : Biaya operasi dan pemeliharaan Harga variabel ditentukan sebagai berikut: a = 0.01 (masa pengeluaran 30 tahun dengan bunga 3 %) b = 0.02 (sama dengan nuklir) c = 0.03 (konse asi pada daerah lepas pantai) rv
rikut;
di ilai sebagai be0.02 0.03
ja didapat n0.01 0.06
U uk biaya listrik lepas panta
· ··
nt i dapat dihitung sebagai berikut;
di
: Jumlah biaya untuk investasi dalam US$/kW
ma : Beban rata-rata per tahun na;
: Jam per tahun : Faktor guna (keandalan) : Biaya bahan bakar dalam mills/kWH
st
= 0.8 E
= 0 (tanpa bahan bakar)
imasi standarddiketahui sebagai berikut:
= 8000 per tahun Jad b aya listrik dapat di i ihitung sebagai berikut:
· ··
. 0.06 · · 2500
0.8 · 80000 0.02 · /
Tabel 4.1 Biaya Investasi PLTPL2500 kW untuk umur investasi 30 tahun
No Komponen Utama Biaya (US$/kW)
1 Heat Exchanger (C1) 1986
2 Bangunan (C2) 1362
3 Pompa air laut (C3) 341
4 Pompa hampa udara (C4) 551
5 Turbin uap (C5) 369
6 Pipa air laut (C6) 137
7 Penjangkaran ( 7C ) 142
Jumlah ( ∑ ) 4888
Biaya langsung ( ) da
· ∑ . pat dihitung sebagai berikut:
man
sebdi
:faktor koreksi esar 1.15 ∑ :
a:
Jadi biaya langsung adalah:
1.15 · 4888 $ 5622, / Biaya tak langsung
: (B) dan biaya tak terduga (C) adalah
sebesar 0.5 ·
0.5 · $ 5622 $ 2,811. / Biaya investasi listrik untuk PLTPL
5622 2,811.
2500 kW adalah sebesar:
$ 8,433. /
ka s . 9,500. maka di Ji a umsi nilai kurs $ 1, dapat;
. 80,113,500. / . Jadi biaya investasi untuk pembangkit listrik tenaga panas laut
dengan daya 2500 adalah sebesar $ 21.082.500, , sehing a s rik(energi) untuk PLTPL 2500 siklus terbuk
g harga jual li t adala ah sebagai berikut:
0.02 · / 9,500. 0.02 · 8,433. 168.7
$ 0.168 / $ 1 1,596. /
2.2.1.9. Analisa Perhitungan dari Sistem PLTPL
Untuk menekan harga listrik per kWh yang dihasikan, maka pemasukan dari hasil samping yang berupa air bersih ataupun industri Bromida digunakan untuk mengurangi harga jual energi listrik per tahun, dimana life-time dari pembangkit tersebut adalah 30 tahun sehingga akan didapat harga energi listrik per kwh yang lebih renda i jika: h. Dalam perhitungan in
PL ndustri Broma. ida TPL + I0.16 0.57
$ 0.09
i ih3,360,000+280,934.5+2,073,915.36 ×10
1,082,500+3,176,769.10330
. 812 / b. PLTPL+ A r bers +Industri Bromida
2 $ 1,096,307.65
Sehingga d harga energi listrik yang lebih rendah setelah
dimas n tersebut: idapat
ukkan hasil sampinga
.
1.096.307,652500 8000
$ 0.06 /
msikan $ 1 9.500, , maka
Jika kurs dollar diasmu;
570/
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 4.6 berikut ini:
Tabel 4.6 Harga energi PLTPL
Kombinasi Harga Energi Cent US$/kWh
PLTPL 16.8
PLTPL + Bromida 9
PLTPL + Air bersih + Bromida 6
Pembangkit listrik tenaga panas laut mempunyai karakteristik
pembangkitan: Daya ouput : 2,500kW Daya pembangkitan : 2,631.75 kW Daya starting : 284 kW Air laut evaporator :10,792 kg/detik
9
Air laut kondensor : 10,522 kg/detik Efisiensi seluruh sistem : 2 % Biaya investasi : 21,082,500 US$ Harga jual : 0.06US$/kWh
2.3. ANALISA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
GELOMBANG LAUT (PLTGL) Perhitungan energi gelombang dipergunakan statistik
gelombang signifikan. Periode dan tinggi gelombang di sekitar Pulau Bali terutama wilayah kabupaten Karangasem diambil berdasarkan data yang diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika/BMKG (Maritim) Surabaya pada tahun 2011 ditunjukan pada tabel 4.7sebagai berikut: Tabel 4.7Data tinggi gelombang tahun 2011 pada koordinat yang telah diten kantu 13
Bulan (dt) (dt) (dt) (m)
Januari 4.8 5.5 5.15 1.3
Februari 5.1 5.6 5.35 0.7
Maret 5.1 5.5 5.3 0.7
April 5.0 5.3 5.15 0.7
Mei 5.1 5.3 5.2 1.8
Juni 5.5 5.7 5.6 2.5
Juli 5.3 5.4 5.35 2.5
Dimana kerapatan energi gelombang persatuan luas dinyatakan
dalam / dan daya gelombang persatuan luas dinyatakan dalam / yang dihasilkan oleh gelombang laut sekitar garis tepi pantai kabupaten Karangasem Bali pada tahun 2011 ala sebagai berikut: ad h
21
· 1200 · 0.7125 · 19.81
2,988 /
· · · · · ·· ·
. , · . ·
· . ·. 571 /
2.3.1. Daya Output Pembangkitan
Konstanta tetap yang dipergunakan dalam Perhitungan daya outpu dari masing-masing sistem pembangkit listrik tenaga gelom ang adalah sebagai berikut:
t b = 1,200 kg/m3
=3.14 g
=
= 9.81 m/s2
= 1.425 m 5.2375 dt
2.3.1.1. Sistem Tapered Channel (TAPCHAN)
Perhitungan daya listrik ini didasarkan atas pilot plant yang telah didirikan oleh Norwave AS, sehingga didapatkan data-data sebagai berikut:
a. Saluran lonjong (Tapered Channel)
1. Panjang seluruhnya : 180 m 2. Lebar lubang pengumpul : 55 m 3. Tinggi dinding saluran : 3.3 m 4. Tinggi dinding dalam saluran : 7 m
(dibawah muka air laut rata-rata)
b. Reservoir 1. Luas : 8.000 m2
13 Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika/BMKG (Maritim)
Surabaya pada tahun 2011
2. Muka air (dibawah muka air laut rata-rata) :3 m
3. Debit air :17.3 m3/s Dari data diatas
ptersebut sehingga dapat dihitung potensi daya
yang di a r; da at bangkitkan, y itu sebesa
7.3 . . . 1,200 · 9.81 · 3 · 1 610,966.8
Dalam perencanaan diambil data sebagai berikut:
a. Efisiensi turbin = 80 % b. Efisiensi generator =90 %
Daya yang dibangk tkan adalah:
0.8 0.9 610,966.8 439,896 i
Efisiensi pembangkitan adalah:
100%
di ana; m
·2 ·
9.81 · 5.23752 ·
43
sehingga didapatkan e isiensi pemban
439,89643 55 571
f gkitan: 100% 32.6 %
2.3.1.2. Sistem Salter Nodding Duck
Dengan menggunakan data seperti disebutkan sebelumnya maka, pe gannya adalah sebagai berikut:
rhitun
20 dimana;
·2 ·
9.81 · 5.23752 ·
43 Jadi;
2.15
·
.
| 0.0937 · .0937 430 · 4.0291
.
√4.0291 2.15 3.41 2 · 2 · 2.15 4.3 .
..
gelombang y
1Luas daerah ang dipo
· 3.41 · 4.3 4.7 1 · . · . 0.72
tong adalah:
Daya seluruhnya p
· · · ·
er unit adalah: ·
. . · .. · , · . · · .
. 38.208
Efisiensi pembangkitan ada ah:
38.20843 4.3 571
l100% 36%
2.3.1.3. Sistem Heaving and Pitching Combination Device
10
Daya yang diterima oleh air adalah dalam bentuk energi tekan Dari panjang gelombang yang telah dihitu d pilih njang buoy sebesar:
an dan energi kinetik.ng ( ) = 43 meter, maka i pa
% · . 80% · 0.5 43 17
Lebar buoy dipilih: 25 m D a Gelombang: ay
571 0.5 43 25 306,913
D a Tekaay oy: n Bu
571 17 25 242,675
Jik daya perlawanan oleh ri s linder = 0.5 adalah:
a air pada kedalaman 15 dengan jari-ja i
· · · · .
dimana;
2 · · . · .
. 0.54 / .
Jadi untuk day
1,200 · 9.874,852
a perlawanan air pada ke1 · 15 · 3.14 · 0.5 · 0.54. dalaman 15 m adalah:
Daya yang diterima oleh air adalah:
242,675 74,852 167,823
Jika daya yang diterima oleh turbin adalah:
· · . dimana;
· · .
4 · 0.5 · 1.425 ·
15.2375
0.05 / Jadi a yang diterima olehday turbin adalah:
167,823 · 1200 · . ³. ²
. 167,823.88
Daya listrik yang dibangkitkan:
80% 90%
Efisiens in tor 167,823.88
i turbEfisiensi genera
0.8 0.9120,833
Efisiensi pembangkita ada
120833306913
n lah: 100% 39 %
2.3.1.4. Perbandingan Sistem Berdasarkan Efisiensi
Pembangkitan Dari perhitungan daya gelombang, daya listrik yang
dibangkitkan dan efisiensi pembangkitan dari masing-masing sistem konversi energi gelombang laut, kita dapat membandingkan antara ketiga sistem konversi energi gelombang laut tersebut.Sehingga dapat diketahui sistem konversi energi gelombang laut yang mana yang memiliki efisiensi pembangkitan yang paling tinggi, sehingga energi gelombang laut tersebut dapat dimanfaatkan secara optimum. Untuk lebih jelasnya, perbandingan efisiensi pembangkitan dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel 4.8 Perbandingan Efisiensi Pembangkitan dari Sistem Konversi Energi Ge m ut lo bang La
Sistem A P (Watt) (%)
TAPCHAN 2.365 1.350.415 439.896 32.6
SND 185 105.578 38.208 36
HPCD 538 306.913 120.833 39
diA
: Daya yang digunakan (Watt)
mana; : Luas gelombang yang digunakan (m)
P : Efisiensi pembangkitan (%)
: Daya listrik yang dibangkitkan (Watt)
Dari tabel 4.8 terlihat bahwa konversi energi gelombang laut
dengan sistem HPCD memiliki efisiensi pembangkitan paling tinggi jika dibandingkan dengan sistem gelombang yang lain.Agar pemanfaatan luas gelombang sama maka untuk sistem Salter Nodding Duck (SND) dipasang 13 unit dan untuk Heaving and Pitching Combination Devices (HPCD) dipasang 5 unit, jadi sekarang daya listrik yang dibangkitkan oleh masing-masing sistem konversi energi gelombang adalah:
Tapered Channel : 439.896 Watt Salter Nodding Duck : 496.704 Watt HPCD : 604.165 Watt
2.3.2. Prakiraan Biaya
Prakiraan biaya ini dihitung berdasarkan referensi dari Marine Source of Energy, hal 100 dan juga dari pembangkit-pembangkit listrik yang telah didirikan sebagai pendekatan dalam penentuan harga komponen pembangkit listrik tenaga gelombang.
Untuk faktor keandalan sistem di asumsikan sebesar 0.91 atau 91%, maka jumlah waktu operasi sistem ini adalah 332 hari atau setara 7972 jam, maka dipilih dengan pendekatan jumlah waktu operasi sebesar 8000 jam 2.3.2.1. Sistem Tapered Channel
Berdasarkan “Pilot Plant” yang telah dibangun oleh Norwave AS bersama Ing Thor Furuholmen AS, dengan perincian sebagai berikut:
Investasi untuk pilot plant tersebut sebesar US$ 1.100.000,- Prakiraan biaya yang dikeluarkan pertahun: Bunga modal 12% US$ 132,000
Umur hidup 30 tahun US$ 36,667
Pemeliharaan 8.5% US$ 93,500
Administrasi 0.85% US$ 9,350
Biaya tng kerja Per orang US$ 3,913
Pajak &asuransi 3.5% US$ 38,500 +
Total US$ 313.930
Jumlah waktu operasi 8.000 Jumlah kWh pertahun , ,
, 3,519,168
Harga listrik per kWh ,, ,
0.089 $/
2.3.2.2. Sistem Salter Nodding Duck
Konstruksi dan pendulum dibuat seperti sebuah kapal dan memerlukan plat baja kurang lebih 74.78 itnya dan untuk harga plat baja per ton berkisar $
untuk satu un 790. .
Jadi biaya untuk satu unit berkisar $ 59,076.2 karena dalam perencanaan dipasang 13 unit maka biaya struktur keseluruhan berkisar $ 767,990.6.
11
Berat balast untuk satu unit diperkirakan 833.94 , dimana harga balast per ton berkisar $ 17.39, sehingga secara keseluruhan harga balast berkisar $ 159,524.4
Prakiraan biaya peralatan pembangkit listrik: Sistem Hidrolik
@US$ 92,352.- US$ 1,200,576
Sistem Generator
Rating 500 kW US$ 92,352.6
Biaya Sistem tambat
20% dari Biaya konstruksi US$ 153,598
Transmisi ke darat
dengan jarak 5 km dari laut US$ 43,480.1
Peralatan terminal di darat US$ 217,400.5 +
Total investasi US$ 2634,922.2
Prakiraan biaya yang dikeluarkan pertahun: Bunga Modal 12% US$ 1,200,576
Umur Hidup 30 tahun
Pemeliharaan 8.5% US$ 92,352.6
Administrasi 0.85% US$ 153,598 Biaya tenaga kerja Untuk 1 orang US$ 43,480.1
Pajak & Asuransi 3.5% US$ 217,400.5 +
Total US$ 746,521.9
Jumlah waktu operasi 8.000 Jumlah kWh pertahun , ,
, 3,973,632
Harga listrik per kWh , ., ,
. 0.188 $/
2.3.2.3. Sistem Heaving and Pitching Combination Devices
Berat satu buah buoy diperkirakan seberat 80.8 ton sedangkan dalam perencanaan ini dipasang sekitar 5 buoy, maka berat buoy secara keseluruhan adalah 404 ton. Buoy ini terbuat dari baja, dimana harga plat baja perton sekitar $ 790. sehingga biaya buoy secara keseluruhan adalah $ 319,160.
Prakiraan biaya peralatan pembangkit listrik: Pipa Saluran US$ 33,199.2
Piston @US$ 92,352.- US$ 461,760
Sistem generator
Rating 610 kW US$ 92,352.6
Biaya sistem tambat
20% dari Biaya konstruksi US$ 63,832
Transmisi ke darat
Dg jarak 5 km dari laut US$ 217,400.5 +
Total investasi US$ 1,231,184.4
Prakiraan biaya yang dikeluarkan pertahun: Bunga Modal 12% US$ 147,742.1
Umur Hidup 30 tahun US$ 41,039.5
Pemeliharaan 8.5% US$ 104,650.7
Administrasi 0.85% US$ 10,465 Biaya tenaga kerja Untuk 1 orang US$ 3,913
Pajak dan Asuransi 3.5% US$ 43,091.5 +
Total US$ 350,901.8
Jumlah waktu operasi 8.000 Jumlah kWh pertahun , ,
, 4,833,320
Harga listrik per kWh , ., ,
0.083 $/ 2.3.2.4. Perbandingan Ketiga Sistem Berdasarkan Perhitungan
Biaya Dari prakiraan biaya di atas, sehingga dapat ditentukan sistem
konversi energi gelombang mana yang paling ekonomis. Kita dapat melihat perbandingan tersebut pada tabel 4.9. Tabel 4.9 Perbandingan Prakiraan Biaya Pembangkitan
Sistem Waktu Operasi (jam)
kWh /thn
Biaya Total/thn
(US$)
Harga Listrik /kWh
TAPCHAN 8.000 3.519.168 313.930 0.089 SND 8.000 3.973.632 746.521,9 0.188 HPCD 8.000 4.833.320 350.901,8 0.083
2.4. ANALISA EKONOMI PEMBANGUNAN
PEMBANGKIT Dengan masa umur ekonomis yang sama, maka pemilihan
investasi terhadap teknologi pembangkitan dapat digunakan metode nilai sekarang (net present value), dalam hal ini sebelumnya kita menetapkan parameter-parameternya terlebih dahulu yang didapatkan dari hasil perhitungan sebelumnya dan parameter-parameternya adalah sebagai berikut:
1. Masa ekonomis: 30 tahun 2. Biaya investasi:
a. Pembangkit listrik tenaga panas laut yaitu sebesar 21,082,500 US$.
b. Pembangkit listrik tenaga gelombang laut yaitu sebesar 1,550,334.4 US$.
3. Pemasukan dari hasil penjualan energi listrik setiap tahunnya bila pembebanan 100% :
a. PLTPL : US$ 3,360,000 b. PLTGL: US$ 350,901
Jika dengan discount rate sebesar 15% dan dengan bunga bank
sebesar 17% maka hasil perhitungan dengan metode present value dapat dilihat pada tabel 4.10, dimana aliran kas dihitung pada masa produksi pembangkit.
Tabel 4.10 Hasil Perhitungan NPV
Harga Energi Cent
US$/kWh
Disc. rate 6 %
(US$)
Disc. rate 9 %
(US$)
Disc. rate 12 % (US$)
Disc. rate 15 % (US$)
3 PLTPL -12,719,160 - 14,873,040 -16,229,340 -17,139,840
PLTGL 22,713 -175,139 -337,500 -597,538
7 PLTPL -1,568,040 -6,593,760 -11,324,019 -11,868,960
PLTGL 190,023 42,609 70,120 41,451
9 PLTPL 124,020 -2,454,120 -6,523,020 -9,236,520
PLTGL 292,834 167,074 47,320 125,445
16PLTPL 1,890,492 608,316 1,270,572 154,044
PLTGL 555,746 460,935 373,162 290,029
Sehingga dengan melihat hasil dari tabel di atas dimana
masing-masing NPV yang bernilai positif akan memberikan dampak yang baik bagi investasi. Disamping itu masih ada satu lagi yang digunakan untuk menentukan apakah investasi itu menguntungkan atau tidak yaitu dengan metode ROR dimana metode tersebut digunakan untuk menentukan keseimbangan antar pemasukan dan pengeluaran sehingga menyebabkan nilai investasi sama dengan nol.
Penentuan tersebut dihitung dengan menggunakan parameter-parameter yang telah ditetapkan sebelumnya dimana akan didapatkan nilai IRR seperti pada tabel 4.11. Dimana biaya investasi
didapatsebesar
Tabel
SubPeme
10%
20 %
30 %
40 %
50 %
60 %
S
dan pepembanpembandibandterbarutabel 4posisi 1200/k
Tabel EBT (E
SumbDaya E
Mikroh
Ang
Surya
Bioma
Gamb
Panas b
Fuel C
Panas Gelom
Lau(HPC
A
biaya edan sebdiperba
Tabel
No.
1
2
t dari subsidi r 17% dan diha
4.11 Hasil Perhbsidi erintah MAR
PLTPL 16,6 %
PLTGL PLTPL
16,2 %PLTGL PLTPL
15,8 %PLTGL
PLTPL 15,4 %PLTGL
PLTPL 15 %PLTGL
PLTPL 14,6 %PLTGL
Selain permasaemodalannya j
angkit tersebut angunan tersebdingkan sumbeukan sebagai ga4.12, dimana peteratas dimana
kW).
4.12PerbandinEnergi Baru Teber EBT Biaya
hidro US$ 1200
gin US$ 3000
a PV
Modul: US$ 3500
Sistem: US$ 3500
assa US$ 900-1
mbut US$ 5,9-6
bumi Biaya ekspUS$ 500-1
Cell US$ 1900(kapasitas5
Laut US$ 8500mbang ut CD)
US$ 6300
Apabila sumbereksplorasi, perhbagainya. Makandingkan deng
4.13 Harga En
Teknologi
Mikrohidro
Angin
pemerintah daarapkan tingkat
hitungan IRR
RR IRR
% 15,78 %
17,07%
% 15,76%
16,97%
% 15,74%
16,87%
% 15,44%
15,45%
% 15,10%
15,35%
% 15,42%
14,75%
alahannya terlejuga harus dilayak dijual
but akan menger energi lain ambaran perbaembangkit listra biaya investa
ngan dan Perkirerbarukan)
a Investasi
0/kW
0/kW
0-5000/kW
0-5000/kW
1400/kW
6,3/SBM
plorasi: 1000/kW
0/kW 50kW)
0/kW
0/kW
r-sumber energhitungan peak
ka diperoleh hagan harga jual
nergi Listrik Harga E (US$/k
0.03
0.07
an pinjaman bt pengembalian
Keterangan
tidak layak
tidak layak
tidak layak
etak pada faktoiperhatikan apatau tidak, da
guntungkan atadalam konte
andingan, kita rik tenaga mikrasinya yang p
raan Biaya Inve
Harga Ener
US$ 0.026/kWh
US$ 0.267-0.333/
US$ 0.133-0.2/kW
US$ 0.013-0.033/
US$ 0.1-0.15/kWh
US$ 0.03-0.05/kW
US$ 0.03-0.05/kW
US$ 0.168/kWh
US$ 0.083/kWh
gi tersebut telahk performance, arga jual energilistrik pada PL
Energi kWh)
3
7
ank dengan bunnya sebesar 13
or biaya, invespakah pembanalam artian baau merugikan eks sumber endapat melihat prohidro menem
paling murah (
estasi dan Prod
rgi
/kWh
Wh
/kWh
Wh
Wh
Wh
h ditambah denkendala tekno
i listrik yang dLTPL dan PLTG
12
unga 3%.
stasi, ngkit-ahwa
bila nergi pada
mpati (US$
duksi
ngan ologi dapat GL.
3
4
5
6
7
8
9
10
listryan
sumseimjauhJikaenerterb
Tabden
P
PL
PLde
konterspempen4.15
Tab
No
1
2
3
14“R
Surya PV
Biomassa
Gambut
Panas bumi
Fuel Cell
Panas Laut
Gelombang
Pasang suru
Dan untuk lerik dari sumberng mana data-da
GambaL
Kalau melih
mber energi tembang, sebab h lebih murah da kita berpikirargi konvension
barukan
bel 4.14 Perbangan pembangk
Perbandingan Pembangkit Listri
LTPL dengan PLTD
LTGL sistem HPCengan PLTD
Namun haru
nvensional, maebut habis, te
mbangkit yangnyediaan energ5.
bel 4.15 Pem
memo Fuel Type
Batubara
Gas
MFO
RUKN 2010-201
0
0.5
1
1.5
Harga Ene
rgi (US$/kWh)
P
MiBioFuPa
i
g
ut
ebih jelasnya mr energi terbaruatanya diambil
ar 4.15Grafik PListrikSumberE
hat antara sumerbarukan, mebiaya pemban
dibandingkan ban pendek, m
nal saja tanpa h
andingan Hargakit listrik yang a
ik
PerbandEner
(Cent U
D 16
CD 8.
us diingat pula aka akan semerlebih lagi kg ada di Baligi konvensiona
makaian kebmbangkitkan li
Units
103 ton
Bcf
103 kl
15”, PT. PLN
0.030.07
0.5
0.0
Teknol
PERBANDINGA
ikrohidro Angomassa Gael Cell Pansang surut
0.5
0.09
0.09
0.07
0.8
0.14
0.08
1.4
mengenai perbaukan dapat dilil dari tabel 4.13
Perbandingan HrEnergi Terbaru
mber energi emang terlihatngunan energibiaya penggun
maka akan lebihharus memikirk
a energi listrikada di Bali dinganHarga rgiListrik US$/kWh)
6.8: 6.8
3 : 6.8
bahwa semakimakin memperkonsumsi eneri sebagian be
al. Hal ini dap
utuhan bahistrik PLN Jaw2007 2008
26339 26481
358 425
231 214
090.090.07
0.8
0.140
logi Pembangkit
AN HARGA EN
gin Surymbut Pannas Laut Gel
andingan hargaihat pada gam3.
Harga Energi ukan
konvensional t masih sangai konvensional
naan energi terbh baik mengan
kan penggunaan
k PLTPL dan P
in banyak suaturcepat sumberrgiuntuk pembesar tergantunpat terlihat pad
han bakar wa-Bali14
2009
1 27126 3
492
326
40.08
1.4ERGI
ya PVnas bumiombang
a energi mbar 4.9
dengan at tidak l masih barukan. andalkan n energi
PLTGL
u energi r energi bangkit-ng pada da tabel
untuk
2010
30525
524
260
13
No Fuel Type Units 2007 2008 2009 2010
4 HSD 103 kl 25 83 35 81
5 Panas Bumi GWh 9729 10277 11277 11198
6 Air GWh 6575 6578 6575 6575
Dengan meningkatnya konsumsi energi, maka diperkirakan
dalam 100 tahun kedepan sumber energi tersebut akan habis. Hal ini bisa terlihat pada tabel 4.16 dan 4.17.
Tabel 4.16 Cadangan minyak yang tersisa di dunia
Cadangan Waktu
Arab Saudi 86 tahun Iraq 146 tahun
Kuwait 124 tahun Iran 68 tahun Total 95 tahun
Tabel 4.17Penurunan produksi minyak bumi diantar negara utama produsen minyak anggota OPEC
Negara 1998/1974
Arab Saudi 52% Iraq 10%
Kuwait 65% Iran 21%
Aljazair 57% Indonesia 32%
Libya 31% Nigeria 52%
UAE 25% Venezuela 86%
Jelas dapat diamati bahwa penurunan energi dalam jumlah
yang besar berpengaruh pula pada harga penyedian listrik di dunia.Padahal energi adalah sangat vital dan masa depan dunia mengharapkan tersedianya sumber-sumber energi yang murah.Salah satu penyebab tidak berkembangnya pembangunan pembangkit listrik tenaga panas laut dan gelombang laut adalah mahalnya biaya riset bila dikaitkan dengan efisiensinya (pembangkit listrik tenaga panas laut hanya sekitar 2%) hal itu dapat dilihat pada tabel 4.18.
Tabel 4.18 Efisiensi teknologi Energi BaruTerbarukan (EBT)
Jenis EBT Efisiensi
Surya PV 10%
Biomassa 25%
Panas bumi 40%
Mikrohidro 75%
Angin 20%
Pasang Surut 10%
Fuelcell 40%
Panas Laut 2.8 %
Gelombang (HPCD) 39%
Akan tetapi melihat dari analisa di atas, maka dengan semakin
menipisnya energi konvensional, sedang energi yang lain semisal nuklir sampai saat ini limbahnya masih belum dapat diolah maka sumber energi baru dan terbarukan diharapkan mampu memberikan kontribusi.Dan juga mengingat potensi kelautan yang ada di Bali diharapkan OTEC dan OWEC dapat menjadi alternatif pilihan yang utama untuk dapat menunjang sumber energi yang selama ini menggunakan energi konvensional. Memang harus diakui
pengembangan OTEC dan OWEC di Indonesia sangat sulit mengingat di lingkungan regional Asia Tenggara, hanya Indonesia yang pemah mengembangkan teknologi tersebut (untuk OTEC yang pernah direncanakan akan beroperasi di Bondalem Bali dengan kapasitas daya 100 kW dan untuk OWEC yang pernah beroperasi di pantai Baron Jogjakarta dengan kapasitas daya 1.1 MW). 2.5. PENINJAUAN ASPEK LINGKUNGAN
PEMBANGUNAN PEMBANGKIT Pada pembangkit konvensional yang banyak terdapat di Bali
bahan bakarnya menggunakan bahan bakar fossil yaitu dapat menghasilkan zat sisa yang mana zat sisa tersebut sangat berbahaya bagi lingkungan sekitarnya. Zat sisa yang dihasilkan oleh pembangkit-pembangkit listrik yang ada di Bali dapat dilihat pada tabel 4.19.
Tabel 4.19Beban pencemaran yang diakibatkan oleh pembangkit Listrik Tenaga Diesel tahun 2000 (ton/tahun)15
Prop Debu SO2 NO2 HC CO CO
Bali 89 150,897 1,125 11 56 251,340
Sedangkan pada pembangkit listrik tenaga panas laut dan
gelombang laut dimana sumber energi pada lautan dapat dikatakan tidak akan pernah habis dan mempunyai sifat menguntungkan antara lain:
a. Sumber panas laut dan gelombang secara teratur dibangkitkan kembali karena proses alam, sehingga merupakan sumber yang secara siklus dapat diperbarui. Oleh karena itu energi kelautan disebut sebagai sumber daya energi terbaharui.
b. Tidak akan mengganggu keseimbangan energi dunia dan tidak akan menimbulkan zat sisa yang merugikan.
c. Karena di Bali sebagian besar wilayahnya memiliki potensi yang sangat besar untuk pembangunan pembangkit ini selain wilayahnya yang strategis. Sehinggaakan mudah memanfaatkan dan mengembangkannya.
Pembangunan pembangkit ini akan mempunyai dampak lingkungan positif antara lain:
a. Peningkatan kesejahteraan penduduk sekitarnya. b. Pengaruh sekunder pada sektor ekonomi yang lain, misalnya
industri yang berlangsung yang berkaitan dengan pemanfaatan energinya.
c. Dapat mengurangi erosi yang diakibatkan oleh laut. d. Pendayagunaan sumber daya alam dalam rangka
penganekaragaman energi. e. Menghasilkan air bersih yang nantinya akan dapat digunakan
untuk berbagai keperluan. Sehingga kebutuhan energi terbarukan yang akan digunakan
sangat berkaitan dengan kondisi-kondisi yang melatarbelakangi penggunaan energi itu sendiri, baik itu kondisi geografi, teknologi, finansial, lingkungan, sumber daya alam, maupun sumber daya manusia yang akan mengoperasikannya. Namun dengan melihat kondisi sumber energi yang ada di Bali saat ini yang sebagian besar menggunakan energi konvensional dan juga melihat jumlah energi konvensional yang tersisa di dunia, maka tidak memperlukan lagi penggunaan Energi Baru Terbarukan (EBT) yang merupakan pilihan utama.
Tabel 4.20 Perbandingan antara PLTPL, PLTGL, dan PLTD
Ket PLTPL PLTGL PLTD
Efisiensi 2.8% 39% 45%
15“Lingkungan Hidup Indonesia tahun 2000”, Biro Pusat Statistik
a. Mengingat potensi laut yang ada di Bali (Karangasem) belum dapat dimanfaatkan secara maksimal maka perlu diadakan penelitian lebih lanjut sehingga diperoleh data-data yang sempurna untuk bisa dimanfaatkan sebagaimana mestinya.
Ket PLTPL PLTGL PLTD
Energi Panas laut Gelombang Solar
Investasi US$ 21.082.500 US$ 3.765.440,4 US$ 1.250.000
14
Harga jual (CentUS$
/kWh) 16.8 8.3 6.8
b. Penelitian tentang metode konversi energi panas laut dan gelombang laut yang bertujuan untuk mendapatkan metode yang handal dengan efisiensi yang tinggi dan harga jual listrik yang murah sangat diperlukan, melihat potensi energi panas laut dan gelombang sangat besar.
Aspek ekonomis
Murah jika energi yang berasal dari fosil telah langka
Murah jika energi yang berasal dari fosil telah langka
Murah untuk saat ini
c. Diperlukan penelitian lebih lanjut dengan memasukkan jenis turbin dan generator yang digunakan, sehingga didapatkan suatu hasil yang lebih baik.
Tidak meng-ganggu ekosis-tem yang ada dan juga tidak menghasilkan zat sisa yang merugikan ling-kungan
Tidak meng-hasilkan polusi udara, dan juga berfungsi seba-gai penahan om-bak sehingga mengurangi pe-ngikisan pantai
Mengha-silkan zat sisa yang dapat me-ngganggu lingkungan sekitar
Aspek lingkungan
DAFTAR PUSTAKA 1. Kadir, Abdul, 1999, “Mesin Sinkron”, Djambatan, Jakarta.
2. Dietzel, Fritz, Alih bahasa: Dakso Sriyono, 1996, “Turbin, Pompa dan Kompresor”, Erlangga, Jakarta.. 3. PENUTUP
3.1. Kesimpulan 3. Bagus Indarto, 2001, “Studi Pembangkit Listrik Tenaga
Panas Laut (PLTPL) 1000 kW Terintegrasi Industri Kimia Sebagai Alternatif Kelistrikan di Kawasan Indonesia Timur Indonesia”, Surabaya: Tugas Akhir.
a. Dengan melihat Bali (Karangasem) yang wilayahnya dilewati arus lintas indonesia dari samudera hindia dan melihat dari hasil analisa dimana potensi untuk PLTPL bila dimanfaatkan secara maksimal yang mana daerah tersebut memiliki beda suhu rata-rata berkisar antara 20-24°C mempunyai potensi sekitar +136,000 MW dan untuk PLTGL potensi daya gelombang persatuan luas dengan tinggi gelombang signifikan = 1.425 meter dan periode signifikan = 5.2 detik adalah 571 watt/m2 memiliki potensi daya sekitar +256,000 MW.
4. William C. Reynolds, Henry C. Perkins, disadur oleh Fillino Harahap Ir. Msc. Phd., Pantur Silaban Phd., “Thermodinamika Teknik”, Erlangga, Jakarta, 1984.
5. M.M EL Wakil, “Powerplant Technology”, International Edition. Professor of Mechanical and Nuclear Engineering University of Winconsin, McGraw Hill book company, New York.
b. Memang dilihat dari sisi efisiensi pembangkit listrik tenaga panas laut dan gelombang laut memang bukanlah yang paling efisien akan tetapi bila dilihat dari kondisi geografis maka pembangkit listrik tenaga panas laut dan gelombang laut dapat digunakan sebagai salah satu alternatif hal itu dapat dilihat pada analisa Bab IV pada tabel 4.18, yaitu dengan efisiensi sebesar 2% untuk PLTPL, dan 39% untuk PLTGLhal ini masih bisa dimaksimalkan dengan perkembangan teknologi ke depan.
6. Takahashi Patrick and Trenka Andrew, “Ocean Thermal Energy Conversion”, John Willey and Sons, New York, 1996.
7. Iwan Rustandi,1995, “Studi Pembangkit Listrik Tenaga Ombak Tipe Tapered Channel 1.1 MW di Teluk Baron Yoyakarta”, Surabaya: Tugas Akhir c. Efisiensi untuk PLTPL yaitu US$ 0.168 dan untuk PLTGL
yaitu US$ 0.083 Dan jika dibandingkan dengan pembangkit listrik yang telah ada saat ini yaitu pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD) yang merupakan sumber tenaga listrik yang utama yang ada di Bali (Karangasem) memang memiliki harga jual listrik yang lebih mahal terutama jika dibandingkan dengan PLTPL, perbandingan itu dapat dilihat pada tabel 4.14, yaituPLTPL dengan PLTD sebesar 16.8 berbanding 6.8 (cent US$/kWh), dan untukPLTGL sistem HPCD dengan PLTDsebesar 8.3 berbanding 6.8 (cent US$/kWh), akan tetapi PLTPL dan PLTGL akan menjadi lebih murah jika sumber energi yang berasal dari minyak bumi atau fosil menjadi langka dengan kata lain jika dinilai manfaatnya dalam jangka panjang.
8. Building Energy, 2001. “Southern New England Wave Energy Resources Potential”, Tufts University, Boston, MA
9. IEEE Transactions on Power Apparatus and System, Vol. PAS102, No. 9, “Outline of the 100 kW OTEC Pilot Plant in The Republic of Nauru”, September 1983
10. I Nyoman Pujawan, 1995. “Ekonomi Teknik”. PT. Guna Wijaya, Jakarta.
11. Majalah Energi dan Listrik Volume X No 3, “Pemberdayaan Potensi Panas Laut Sebagai Sumber Daya Ketenaga-listrikan Pulau Ambon”,1 - 9, September 2000
12. Ditjen Listrik dan Pengembangan Energi Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, Proyek pengembangan sistem perencanaan energi dan pemanfaatan energi baru, “Laporan akhir teknologi pemanfaatan EBT (Energi BaruTerbarukan)”.Jakarta, Maret, 2000.
d. Sumber listrik yang cocok untuk dikembangkan di Bali (Karangasem) untuk masa depan adalah sumber energi yang tidak bergantung pada bahan bakar fosil hal itu mengingat kondisi geografis dari Bali (Karangasem) itu sendiri yang sebagian besar wilayahnya terdiri dari laut disamping itu kebutuhan bahan bakar dari Bali (Karangasem) masih bergantung pada daerah lain, oleh karena itu hal tersebut perlu dipikirkan apabila PLTPL dan PLTGL diterapkan maka akan dapat meningkatkan pendapatan masyarakat sekitar akibat adanya industri yang terkait:
13. Sumber: “Biro Pusat Statistik”
14. RUKN 2010-2015”, PT. PLN.
BIOGRAFI MAHASISWA
Penyusun dilahirkan di Sidoarjo pada tanggal 23 Desember 1983 dengan nama lengkap NISON HASTARI RAHARJO, pada tahun 2001 diterima menjadi mahasiswa Institut
3.2. Saran Setelah melihat hasil dari analisa dan data-data maka diberikan
saran-saran sebagai berikut:
15
Teknologi 10 Nopember Surabaya Jurusan Teknik Elektro, Program Studi D3 Elektro Industri dengan NRP 2201 039 015, dan lulus pada tahun 2004.
Pada tahun 2005 mulai memasuki dunia kerja di perusahaan perhiasan emas terbesar di asia tenggara PT. UNTUNG BERSAMA SEJAHTERA (UBS) sebagai Information Technology Marketing Staff selama 1 (satu) tahun dan sebagai Promotion & Advertising Staff selama 2 (dua) tahun di perusahaan yang sama. Memasuki dunia pendidikan kembali pada tahun 2009 untuk melanjutkan jenjang pendidikan S1 Teknik Elektro di Institut Teknologi 10 Nopember Surabaya dengan NRP 2209 105 104 hingga sekarang, serta bekerja (freelance) di perusahaan desain komunikasi visual INDOJAVAMEDIA Group sejak tahun 2009 sebagai Web Master & Graphic Design Staff hingga sekarang.
