Makala Pembangkit Listrik Tenaga Diesel ( PLTD )

Makala

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel ( PLTD )

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA

DAFTAR ISI

Pengertian PLTD

Penggunaan PLTD

Bentuk dan Bagian-bagian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Masalah Utama dalam Pembangkitan Tenaga Listrik

Mutu Tegangan Listrik

Transmisi dan Distribusi

Daftar pustaka

 

Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ialah Pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime mover). Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Mesin diesel sebagai penggerak mula PLTD berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator.

PLTD merupakan suatu instalasi pemabangkit listrik yang terdiri dari suatu unit pembangkit (SPD) dan sarana pembangkitan. Mesin Diesel adalah penggerak utama untuk mendapatkan energi listrik dan 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. Untuk mempermudah dalam melakukan pemeliharaan Mesin Diesel para teknisi harus mempunyai dasar-dasar pengetahuan mengenai Mesin Diesel yang baik, agar setiap melakukan pemeliharaan para teknisi dapat memperlakukan setiap komponen yang berada dalam mesin, sesuai dengan konstruksinya.

Yang dimaksud dengan 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 oleh generator diubah menjadi tenaga listrik

Penggunaan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Selain pemahaman tentang konstruksi mesin, sebagai dasar pengenalan mesin mau tidak mau pengetahuan tentang prinsip kerja Mesin Diesel harus dikuasai dengan baik. Dasar pengetahuan ini memudahkan untuk mengikuti setiap terjadi perkembangan tentang mesin yang semakin lama semakin dituntut lebih  baik lagi dari segi kinerja, pemakaian bahan bakar, dimensi mesin, tingkat polusidan konstruksinya yang semakin kompak dan bobotnya ringan. Kemudian untuk mengatasi gangguan menjadi lebih mudah mendeteksi lebih awal akan terjadinya gangguan serta memudahkan menentukan jenis gannguan serta penanggulangannya.

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama untuk daerah baru yang terpencil atau untuk listrik pedesaan dan untuk memasok kebutuhan listrik suatu pabrik. Indonesia bisa menghemat penggunaan solar dengan memanfaatkan sekam (kulit biji padi) sebagai sumber energi pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD). Enam kilogram sekam bisa diubah menjadi energi setara dengan satu liter solar. Selain hemat, penggunaan sekam juga mengurangi pencemaran udara. 

Demikian dikatakan Direktur Pengembangan dan Komersial PT Indonesia Power Djuwarno saat jumpa pers peluncuran PLTD Sekam Haurgeulis di Jakarta, Jumat (29/8). Menurut Djuwarno, potensi sekam di Indonesia jika dimanfaatkan sebagai PLTD setara dengan 2,1 juta kiloliter solar atau senilai Rp3,5 triliun pertahun.

"Potensi energi biomasa di Indonesia, seperti sekam sangat luar biasa. Setiap tahun terdapat 13 juta ton sekam yang selama ini kurang dimanfaatkan," katanya, seraya menyatakan teknologi PLTD yang dikembangkan Indonesia Power sanggup mengubah enam kilogram sekam menjadi energi yang setara dengan satu liter solar. Biomasa sendiri merupakan material tumbuh-tumbuhan. Lebih lanjut, Djuwarno menyatakan penggunaan energi biomasa sebagai sumber listrik perlu terus dikembangkan. Pasalnya, sumber energi yang selama ini digunakan 80 persen berasal dari bahan bakar minyak (BBM). Padahal, cadangan BBM di Indonesia semakin menipis dan diperkirakan akan habis kurang dari 10 tahun.

Selain itu, penggunaan BBM juga menjadi penyebab utama pencemaran udara terutama karbondioaksida (CO2) yang membentuk lapisan gas rumah kaca di atmosfer sehingga suhu bumi makin panas. Sedangkan batu bara cadangan Indonesia mencapai 39 miliar ton, tetapi dengan pemakaian 75-150 juta ton per tahun diperkirakan hanya cukup untuk kebutuhan 100 tahun. Jika tidak segera ditemukan energi alternatif, Indonesia terancam krisis energi yang parah. Pasalnya, laju pertumbuhan konsumsi energi listrik di Indonesia mencapai 14 persen per tahun yang tergolong sangat tinggi. Laju konsumsi energi listrik dunia hanya sebesar 3,65 persen per tahun.  "Karena itu, energi terbarukan yang merupakan energi yang tidak akan habis dan lebih ramah lingkungan seperti energi biomasa menjadi sangat penting untuk dikembangkan agar krisis energi dan kerusakan lingkungan akibat pencemaran bisa dihindari. Di Indonesia, penggunaan PLTD berbahan baku sekam bukan sekadar wacana. Djuwarno mengaku Indonesia Power telah membuat 10 unit peralatan gasifikasi yang mampu membakar sekam menjadi gas sebagai sumber energi bagi PLTD berdaya masing-masing 100 kilowatt. "Satu unit akan diujicobakan di Hauergeulis, Indramayu, Jawa Barat (Jabar), karena daerah tersebut merupakan lumbung padi di Jabar," katanya.

Menurut Djuwarno, PLTD 100 kilowatt tersebut jika dioperasikan menggunakan solar murni maka per kilowatt jam (kwh) membutuhkan 0,30 liter solar. Jika dioperasikan menggunakan sekam padi, PLTD tersebut hanya membutuhkan 0,06 liter solar per kwh. "Solar masih dibutuhkan tetapi bisa dihemat sampai 80 persen," paparnya. Djuwarno menyatakan penggunaan PLTD Sekam sangat cocok untuk diterapkan di Indonesia, khususnya pabrik penggilingan padi. Pasalnya, pabrik penggilingan padi selalu menghasilkan sekam yang selama ini dibuang begitu saja. Selain itu, perusahaan penggilingan padi juga harus mengeluarkan biaya untuk membuang sekam. "Dengan unit gasifikasi yang kita buat, sekam bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi," katanya seraya menyatakan harga satu unit gasifikasi Rp425 juta.

Untuk mengurangi pencemaran akibat limbah yang dihasilkan, unit gasifikasi dilengkapi instalasi pengolahan air limbah (IPAL) untuk menyaring tar, fenol, dan debu. Lebih lanjut, Djuwarno mengatakan, sebetulnya bukan hanya sekam yang bisa dijadikan sumber listrik untuk PLTD. Sampah pun bisa digunakan. Menurutnya, di masa mendatang Indonesia Power akan membuat PLTD berbahan baku sampah yang akan dibangun di Jakarta. Penggunaan sampah sebagai bahan baku tersebut memiliki manfaat ganda karena selain mengurangi sampah yang kini menjadi masalah terutama di kota-kota besar, juga bisa dimanfaatkan sebagai sumber listrik. "Jika proyek tersebut berhasil, permasalahan sampah bisa berkurang dan Indonesia juga tidak terlalu bergantung lagi pada bahan bakar fosil," tutur Djuwarno.

Terminologi pembangkit listrik berbahan bakar minyak pada umumnya diidentikkan dengan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD). Walau pada kenyataannya bahan bakar minyak juga terkadang digunakan pada PLTG. Prinsip kerja PLTD adalah dengan menggunakan mesin diesel yang berbahan bakar High Speed Diesel Oil (HSDO). Mesin diesel bekerja berdasarkan siklus diesel. Mulanya udara dikompresi ke dalam piston, yang kemudian diinjeksi dengan bahan bakar kedalam tempat yang sama. Kemudian pada tekanan tertentu campuran bahan bakar dan udara akan terbakar dengan sendirinya. Proses pembakaran seperti ini pada kenyataannya terkadang tidak menghasilkan pembakaran yang sempurna. Hal

inilah yang menyebabkan efisiensi pembangkit jenis ini rendah, lebih kecil dari 50 %. Namun apabila dibandingkan dengan mesin bensin (otto), mesin diesel pada kapasitas daya yang besar masih memiliki efisiensi yang lebih tinggi, hal ini dikarenakan rasio kompresi pada mesin diesel jauh lebih besar daripada mesin bensin.

Keuntungan utama penggunaan pembangkit listrik berbahan bakar minyak atau sering disebut dengan PLTD adalah dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih tersediannya bahan bakar. Kehandalan pembangkit ini tinggi karena dalam operasinya tidak bergantung pada alam seperti halnya PLTA. Mengingat waktu start-nya yang cepat namun ongkos bahan bakarnya tergolong mahal dan bergantung dengan perubahan harga minyak dunia yang cenderung meningkat dari tahun ke tahun, PLTD disarankan hanya dipakai untuk melayani konsumen pada saat beban puncak.

Investasi awal pembangunan PLTD yang relatif murah, kebutuhan energi di daerah-daerah terisolasi yang mendesak dan kebutuhan energi daerah-daerah yang belum terlalu besar, pemerintah Indonesia berinisiatif membangun PLTD yang berfungsi sebagai base-supply untuk memenuhi kebutuhan listrik di daerah-daerah ini, untuk mengurangi biaya transmisi dan rugi-rugi jaringan dalam menyalurkan energi listrik dari kota terdekat.

Dengan digunakannya bahan bakar konvensional maka adanya kemungkinan pembangkit ini akan sulit dioperasikan di masa depan karena persediaan minyak bumi dunia yang semakin menipis. Harga minyak yang terus meningkat menjadi pertimbangan utama dalam menggunakan pembangkit ini. Harga minyak yang mahal diakibatkan karena pasar minyak dunia yang tidak stabil dan ongkos transportasi untuk membawa minyak tersebut ke daerah yang dituju. Padahal di sisi beban, PLN dipaksa menjual dengan harga murah. Inilah yang menyebabkan PLN rugi besar.

Bentuk dan Bagian-bagian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Perhatikan gambar Dibawah ini :

Dari gambar di atas dapat kita lihat bagian-bagian dari Pembangkit Listrik Tenaga Diesel, yaitu :

        Tangki penyimpanan bahan baker.

         Penyaring bahan bakar.

        Tangki penyimpanan bahan bakar sementara (bahan bakar yang disaring

         Pengabut.

        Mesin diesel.

        Turbo charger.

        Penyaring gas pembuangan.

        Tempat pembuangan gas (bahan bakar yang disaring).

        Generator.

        Trafo.

        Saluran transmisi

Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

a.       Bahan bakar di dalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan ke dalam tanki penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu. Kemudian disimpan di dalam tangki penyimpanan sementara (daily tank). Jika bahan bakar adalah bahan bakar minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke Pengabut (nozzel), di sini bahan bakar dinaikan temperaturnya hingga manjadi kabut. Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG) maka dari daily tank dipompakan ke convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya.

b.      Menggunakan kompresor udara bersih dimasukan ke dalam tangki udara start melalui saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger. Di dalam turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C.

   

c.       Udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan ke dalam ruang bakar (combustion chamber).

d.      Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk BBM) kemudian diinjeksikan ke dalam ruang bakar (combustion chamber).

e.       Di dalam 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.

            

f.       Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada poros engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakar 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.

g.      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).

Ggl terbentuk berdasarkan hukum faraday. Hukum faraday menyatakan bahwa jika suatu penghantar berada dalam suatu medan magnet yang berubah-ubah dan penghantar tersebut memotong gais-garis magnet yang dihasilkan maka pada penghantar tersebut akan diinduksikan gaya gerak listrik. Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya menggunakan trafo step up agar energi listrik yang dihasilkan sampai ke beban.

Prinsip kerja trafo berdasarkan hukum ampere dan hukum faraday yaitu arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Jika pada salah satu sisi kumparan pada trafo dialiri arus bolak-balik maka timbul garis gaya magnet berubah-ubah pada kumparan terjadi induksi. Kumparan sekunder satu inti dengan kumparan primer akan menerima garis gaya magnet dari primer yang besarnya berubah-ubah pula, maka di sisi sekunder juga timbul induksi, akibatnya antara dua ujung kumparan terdapat beda tegangan.

Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan/dikirim ke beban. Di sisi beban tegangan listrik diturunkan kembali menggunakan trafo step down (jumlah lilitan sisi primer lebih banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder).

Masalah Utama dalam Pembangkitan Tenaga Listrik

Proses pembangkitan tenaga listrik dalam prinsipnya merupakan konversi energi primer menjadi energi mekanik penggerak generator yang selanjutnya energi mekanik ini dikonversi oleh generator menjadi tenaga listrik. Proses demikian menimbulkan masalah-masalah sebagai berikut:

1. Penyediaan energi primer.

Energi primer untuk pusat listrik termal adalah bahan bakar. Penyediaan bahan bakar meliputi : pengadaan, transfortasi dan penyimpangan, terutama yang memerlukan perhatian terhadap resiko kebakaran.

2. Penyediaan air pendingin

Masalah penyediaan air pendingin timbul pada pusat termal seperti PLTU dan PLTD. PLTU dan PLTD dengan daya terpasang di atas 25 MW banyak yang dibangun di daerah pantai karena membutuhkan air pendingin dengan jumlah yang besar sehingga pusat listrik ini dapat menggunakan air laut sebagai pendingin. Untuk unit-unit PLTD yang kecil, di bawah 3 MW, pendinginnya dapat menggunakan udara dengan menggunakan radiator.

3. Masalah limbah

PLTU batubara menghasilkan limbah berupa abu batu bara dengan asap yang mengandung gas SO2, CO2 dan NOx. Semua PLTU mempunyai limbah bahan kimia dari air ketel (blow down). PLTD dan PLTG mempunyai limbah berupa minyak pelumas. PLTA tidak menghasilkan limbah, malah limbah dari masyarakat yang masuk kesungai penggerak PLTA sering menimbulkan gangguan pada PLTA.

4. Masalah kebisingan Pemeliharaan peralatan diperlukan untuk :

- Mempertahankan efisiensi

- Mempertahankan keandalan

- Mempertahankan umur ekonomis

5. Bagian-bagian peralatan yang memerlukan pemeliharaan terutama adalah:

- Bagian-bagian yang bergeser: seperti : bantalan, cincin pengisap (piston ring) dan engsel-engsel.

- Bagian-bagian yang mempertemukan zat-zat dengan suhu yang berbeda seperti : penukar panas (heat exchanger) dan ketel uap

- Kontak-kontak listrik dalam sakelar serta klem-klem penyambung listrik.

6. Gangguan dan kerusakan

Gangguan adalah peristiwa yang menyebabkan Pemutusan Tenaga (PMT) membuka (trip) diluar kehendak operator sehingga terjadi pemutusan pasokan tenaga listrik. Gangguan esungguhnya adalah peristiwa hubung singkat yang penyebabnya kebanyakan petir, dan tanaman. Gangguan dapat juga disebabkan karena kerusakan alat, sebaliknya gangguan ( misalnya yang disebabkan petir) yang terjadi berkali-kali akhirnya mengakibatkan alat ( misalnya transformator ) menjadi rusak.

7. Pengembangan pembangkit

Pada umumnya, pusat lstrik yang berdiri sendiri maupun yang ada dalam sistem interkoneksi memerlukan pengembangan. Hal ini disebabkan karena beban yang dihadapi terus bertambah sedangkan di pihak lain pihak unit pembangkit yang ada menjadi semakin tua dan perlu dikeluarkan dari operasi.

8. Perkembangan teknologi pembangkit

Perkembangan teknologi pembangkit umumnya mengarah pada perbaikan efisiensi dan penemuan teknik konversi energi yang baru dan penemuan bahan bakar baru. Perkembangan ini meliputi segi perangkat keras (hardware) seperti komputerisasi dan juga meliputi segi perangkat lunak ( software) seperti pengembangan model-model matematika untuk optimasi.

Mutu Tegangan Listrik

Dengan makin pentingnya peranan tenaga listrik dalam keidupan sehari-hari, khususnya bagi keperluan industri,maka mutu tenaga listrik juga menjadi tuntutan yang makin besar dari pihak pemakai tenaga listrik.

Mutu tenaga listrik ini meliputi:

a. Kontinuitas penyediaan;apakah tersedia 24 jam sehari sepanjang tahun.

b. Nilai tegangan ; apakah selalu ada dalam batas-batas yang diijinkan.

c. Nilai frekuensi ; apakah selalu ada dalam batas-batas yang diijinkan.

d. Kedip tegangan ; apakah besarnya dan lamanya masih dapat diterima oleh pemakai tenaga listrik.

e. Kandungan harmonisa ; apakah jumkahnya masih dalam batas-batas yang dapat ditrima oleh pemakai tenaga listrik.

Transmisi dan Distribusi

Apabila saluran transmisi menyalurkan tenaga listrik bertegangan tinggi ke pusat-pusat beban dalam jumlah besar, maka saluran distribusi berfungsi membagikan tenaga listrik tersebut kepada pihak pemakai melalui saluran tegangan rendah.

Generator sinkron di pusat pembangkit biasanya menghasilkan tenaga listrik dengan tegangan antara 6-20 kV yang kemudian, dengan bantuan transformator tegangan tersebut dinaikkan menjadi 150-500 kV. Saluran tegangan Tinggi (STT) menyalurkan tegangan listrik menuju pusat penerima, disini tegangan siturunkan menjadi tegangan subtransmisi 70 kV. Pada gardu induk (GI), tenaga listrik yang diterima kemudian dilepaskan menuju trafo distribusi (TD) dalam bentuk tegangan menengah 20 kV. Melalui trafo distribusi yang tersebar diberbagai pusat-pusat beban, tegangan distribusi primer ini diturunkan menjadi tegangan rendah 220/380 V yang akhirnya diterima pihak pemakai.

DAFTAR PUSTAKA

dannybachdar.wordpress.com/2008/.../pembangkit-listrik-tenaga-diesel

http://ezkhelenergy.blogspot.com/2011/07/pembangkit-listrik-tenaga-diesel-pltd.html

http://bersamabelajaruntuktahu.blogspot.com/2011/08/pembangkit-listrik-tenaga-diesel.html