JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
1
Optimasi Daya Listrik pada PT Pertamina Geothermal Energy Area Kamojang, Jawa Barat Eka Rachmania Dimitri Balqis, Katherin Indriawati, Bambang Lelono W., Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri , Institut Teknologi Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail :
[email protected] PT Abstrak — —
Pertamina Geothermal Energy, area Kamojang merupakan salah satu Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PL TP) terbes terbesar yang ter ter dapat dapat di I ndonesia. ndonesia. Produksi daya listrik yang dihasilkan berkisar lebih dari 60 MW dan didi str ibu si kan di di daerah daerah Jawa-Bali .Jenis uap yang terdapat terdapat di di Kamojang adalah j enis uap keri keri ng dengan dengan ku ali tas uap mendekati mendekati 1. Namun, jeni s PLT P di PT Per Per tamina Geothe Geothermal rmal Energy area area Kamojang adalah adalah jenis singl e-fl ash ash syste system.Dengan m.Dengan produksi daya daya li stri k yang yang cukup be besar sar dan jan gkauan yang cukup luas permi permi ntaan akan kenaikan daya li strik yang dihasilk an akan meningkat. Selain itu, kondisi sumur setiap tahun memiliki karakteristik yang berbeda sehingga hal inilah yang melatar melatar belakangi belakangi per per lu nya optimasi optimasi produksi daya daya li strik . Pene Peneli li tian ini dimul ai de dengan perhi perhi tungan nil nil ai alir an ekse ksergi sehingga dapat memperoleh eksergi loss, efisiensi eksergi dan efisiensi efisiensi eksergi eksergi over over all . Setelah Setelah it u, dil akukan opti masi masi produksi daya listri k, metode metode yang yang digunakan yai tu optimasi tanpa fu ngsi kendala. Optimasi dilakukan dengan menentukan temperatur optimum pada separator dan kondenser serta tekanan optimum pada wel wel l head. Penentu Penentu an temperat temperat ur optim um pada se separat or dan kondenser tidak dapat dilakukan karena tidak mempengaruhi proses proses produksi daya li stri k. Sedangkan Sedangkan unt uk penentuan penentuan tekanan optimum pada wellhead, diperoleh rentang operasi tekanan well well head head optimum optimum yait u antara 5,9124 5,9124 bar bar - 9,74 bar dengan dengan rentang daya li stri k optimum antar a 71,013 71,013 M W- 72,302 M W. — — dryKata Kunci dry- steam steam syste system, m, eksergi eksergi , optim asi asi tanpa f un gsi gsi kendal a, si si ngl e-fl ash syste system, m,
I. PENDAHULUAN ada era modern seperti saat ini, krisis energi fosil terjadi hampir di seluruh dunia, tidak terkecuali pada negara berkembang berkembang seperti negara Indonesia. Indonesia. Untuk mengatasi krisis energi, penggunaan energi terbarukan menjadi solusi yang tepat. Salah satu contoh energi terbarukan adalah energi panas bumi. Indonesia secara geologis terletak pada pertemuan tiga lempeng tektonik utama yaitu Lempeng Eropa-Asia, Eropa-Asi a, IndiaAustralia dan Pasifik yang berperan dalam proses pembentukan pembentukan gunung gunung api di Indonesia. Indonesia. Kondisi Kondisi geologi geologi ini memberikan kontribusi nyata akan ketersediaan energi panas bumi di Indonesia. Indonesia Indonesia yang kaya akan wilayah gunung berapi, memiliki potensi panas bumi yang besar untuk dapat dimanfaatkan sebagai sumber pembangkit tenaga listrik. Sekitar 54% potensi panas bumi di dunia berada di wilayah indonesia. Dengan potensi yang sangat besar ini ini (lebih dari 50%), wilayah Indonesia sangat cocok untuk menggunakan sumber Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP). [1]
P
Sebelumnya telah dilakukan penelitian mengenai optimasi daya listrik dari pembangkit listrik tenaga panas bumi. Penelitian ini dilakukan di PLTP Sibayak, Sumatera Utara. Optimasi pada penelitian ini dilakukan untuk 3 sumur baru yang akan dibangun di plant tersebut, dengan menentukan variabel-variabel termodinamika optimum untuk menghasilkan daya listrik optimum.[2] Selain itu , terdapat penelitian mengenai analisis desain termodinamika di Patuha, Jawa barat. Pada penelitian ini, dilakukan desain awal dan menentukan kondisi optimum untuk berbagai kondisi contohnya nilai entalpi entalpi dari wellhead . Analisa ini dilakukan di Patuha, Jawa Barat dengan jenis PLTP Single-flash system.[3] Salah satu PLTP terbesar di Indonesia adalah PLTP area Kamojang (PT Pertamina Geothermal Energy) yang didirikan sejak tahun 1982. Pertamina Geothermal Energy terletak sekitar 42 km dari Bandung, ibu kota dari propinsi Jawa Barat. Kapasitas dari PLTP Kamojang yaitu sebesar 60 MWe dan menyuplai listrik pada daerah Jawa dan Bali. Karena daerah yang dijangkau cukup luas maka permintaan akan daya listrik dari PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang ini dari tahun ke tahun terus bertambah. Selain itu, kondisi sumur produksi semakin tahun memeliki karakteristik yang berbeda , dengan kecenderungan kualitas steam yang menurun. Oleh karena itu, optimasi produksi daya listrik perlu dilakukan agar dapat mengatasi perubahan karakteristik dari sumur sehingga perusahaan tidak mengalami kerugian. Tujuan dari pengerjaan tugas akhir ini adalah memberikan panduan tentang kondisi kondisi operasi operasi proses proses yang dapat memberikan daya listrik optimum di PT PGE area Kamojang. II. TEORI PENUNJANG A. Proses Konversi dalam Termodinamika Termodinamika
Dalam melakukan analisa konversi energi pada PLTP dapat didasarkan dengan hukum termodinamika. Setiap jenis PLTP memiliki proses yang berbeda apabila ditinjau dari hukum termodinamika .[4] Berdasarkan gambar 1 dapat dilihat geofluida mengalami beberapa proses proses yang yang ditunjukkan ditunjukkan pada pada diagram diagram T-S.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
2 Dimana :
8
= massa laju aliran keluaran dari separator ke drain (kg/s)
Demister
Demister merupakan alat untuk menghilangkan kondensat dari uap dan untuk memastikan bahwa uap benar-benar kering. Pada demister terjadi pressure drop sebesar 10 kPa dan terjadi penurunan massa laju aliran sebesar 0,01.[3]
= 0,01 × (5) Dimana : = massa laju aliran demister (flash) drain (kg/s) = massa laju aliran keluaran dari separator (kg/s) 3
3
3
Gambar. 1. Diagram T-S single-flash system [1]
3
Sesuai dengan gambar 1 geofluida mengalami beberapa proses yaitu sebagai berikut :
Flashing
Proses ini digambarkan pada saat kondisi 1 dan 2 pada diagram T-S dimana pada proses ini geofluid mengalami penurunan tekanan dan suhu secara drastis. Hal ini diakibatkan geofluida dari wellhead melewati throttle valve. Selain itu proses flashing ini merupakan proses isentalpik dan adiabatik karena proses ini terjadi secara spontan dan tidak ada pengaruh kerja di dalamnya. Sehingga dapat dituliskan yaitu sebagai berikut:
Turbin uap dan generator
Pada turbin yang dibawah keadaan steady , inlet dari fluida yang bekerja dan tekanan exhaust telah ditentukan. Oleh karena itu, untuk proses ideal dari turbin adiabatik adalah proses isentropik antara inlet dan tekanan exhaust. Daya turbin dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :[4]
W
tur
h1 = h2
(1)
Dimana: h1 h2
Proses pemisahan (separator)
Sesuai dengan diagram T-S di atas pada proses ini terjadi proses isobarik atau tekanan konstan. Dalam proses ini dapat diketahui nilai X (kualitas fraksi kekeringan) yaitu dengan rumus : 2
8
3
Dimana: X2 h2 h3
(2)
8
(6)
5
4
5s )
(7)
Dimana : Wtur = daya listrik (kW) mtotal = massa laju aliran (kg/s) h4 = entalpi pada masukan turbin (kJ/kg) h5 = entalpi pada keluaran turbin kondisi aktual (kJ/kg) h5s = entalpi pada keluaran turbin kondisi ideal (kJ/kg) ηturbin = efisiensi turbin
= entalpi pada wellhead (kJ/kg) = entalpi setelah proses flashing (kJ/kg)
2 = ℎℎ −ℎ−ℎ
− h ) = . . (h − h
Wtur = mtotal . (h4
Sedangkan untuk efisiensi dengan persamaan :
turbin (η tur ) dapat dihitung
= = ,
(8)
= kualitas uap = entalpi setelah proses flashing (kJ/kg) = entalpi pada keluaran separator menuju demister (kJ/kg) h8 = entalpi pada keluaran separator menuju drain (kJ/kg) Sedangkan untuk menentukan nilai massa laju aliran dari separator menuju turbin yaitu dengan menggunakan rumus :
Biasanya perubahan energi kinetik dan potensial berhubungan dengan aliran fluida yang mengalir di turbin, yaitu perubahan entalpi yang cukup kecil dan bisa diabaikan. Kemudian kerja output dari adiabatik turbin hanya menjadi perubahan entalpi, dan persamaannya menjadi :
= (3) Dimana : = massa laju aliran keluaran dari separator (kg/s) = massa laju aliran masukkan dari separator
Untuk menghitung nilai daya turbin generator dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan :
3
2
2
3
2
(kg/s)
Sedangkan massa laju aliran yang keluar dari separator yaitu sebagai berikut : (4) 8 = 1 2 × 2
−
= ℎℎ −ℎ−ℎ 4
5
4
5
= × Dimana:
= daya yang dihasilkan generator (kW) = daya listrik (kW) ηgenerator = efisiensi turbin
(9)
(10)
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 III.
3
METODOLOGI PENELITIAN
A. Tinjauan Plant
Tinjauan plant dan pengambilan data dari penelitian Optimasi daya listrik ini dilakukan di PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang ni. Dalam peninjauan plant , hal yang dilakukan yaitu menentukan jenis dari PLTP yang terdapat di PT PGE area Kamojang. Kemudian meninjau Proses Flow Diagram (PFD) dari PT PGE serta Piping & Instrument Diagram (P&Id). Setelah meninjau dari PFD maka jenis PLTP di PT PGE area Kamojang adalah jenis single-flash geothermal power plant. Kemudian untuk menentukan data yang perlu diambil, dilakukan penentuan state yang digunakan untuk menghitung nilai energi dan nilai eksergi. Data yang perlu diambil yaitu data temperatur, tekanan, dan laju aliran pada setiap state.
Dimana : Ėn = energi rate (kW) Ėk = eksergi rate (kW) = laju aliran (kg/s) h = entalpi (kJ/kg) h0 = entalpi lingkungan (kJ/kg) T0 = temperatur lingkungan (°C) s = entropi (kJ/kg.K) s0 = entropi lingkungan (kJ/kg.K)
Kemudian dihitung nilai eksergi loss pada setiap unit dengan persamaan :[5] (13) =
−
Dimana : Ekloss = eksergi loss (kW) Ėkinput = eksergi rate input (kW) Ėkoutput = eksergi rate output (kW) Kemudian persamaan umum untuk menentukan efisiensi eksergi: [6]
= × 100%
(14)
Sedangkan untuk perhitungan efisiensi eksergi overall dapat diperoleh dengan persamaan : Gambar. 2. State pada PT PGE area Kamojang
Sesuai dengan proses yang terjadi di PT Pertamina Geothemal Energy area Kamojang maka dapat digambarkan digram T-S yaitu sebagai berikut:
=
(15)
1
Dimana :
Ėk1
= daya listrik bersih yang dihasilkan PLTP (kW) = eksergi rate input (kW)
C. Pemodelan sistem plant dan Validasi
Gambar. 3. Diagram T-S pada PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang
B. Perhitungan Nilai Energi dan Eksergi pada Plant
Setelah memberikan state pada Process Flow Diagram (PFD), kemudian dilakukan perhitungan nilai energi dan eksergi dengan menggunakan persamaan. rumus energi rate ( kW ) [5]: Untuk = . (h-h ) rumus eksergi rate (kW): Untuk = . (ℎ − ℎ − ( − )) o
0
0
0
(11) (12)
Pemodelan sistem plant pada penelitian ini dilakukan sesuai dengan persamaan berdasarkan hukum temodinamika. Pemodelan plant dilakukan secara statis ( steady state) yaitu untuk menentukan nilai daya listrik sesuai dengan persamaan (7). Pemodelan secara statik ini dilakukan menggunakan simulasi komputasi dengan pemberian input bernilai konstan yaitu laju aliran maksimum ( ), tekanan wellhead (P), tekanan kondenser (Pc), dan tekanan pada saat tidak ada laju aliran yang mengalir (P ci). Tekanan wellhead dan kondenser mempengaruhi nilai Δh yaitu h 1-h2 serta mempengaruhi nilai massa laju aliran steam. Validasi model dilakukan untuk data yang diperoleh pada PT Pertamina Geothermal Energy (Daya listrik) pada bulan Januari dan Februari 2012. Daya listrik pada bulan Januari dan Februari 2012 berkisar antara 63 MW
D. Optimasi Daya Listrik
Optimasi yang dilakukan yaitu merupakan optimasi tanpa menggunakan fungsi kendala ( Optimization unconstrain). Optimasi daya listrik dengan metode derivatif merupakan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 metode pencarian titik optimum dengan menggunakan simulasi komputasi. Optimasi daya listrik dilakukan dengan menentukan temperatur separator, temperatur kondenser dan tekanan pada wellhead yang optimum. Fungsi objektif pada optimasi daya listrik sesuai dengan persamaan (7) .
Penentuan Temperatur Optimum pada Separator
Sesuai dengan fungsi objektif pada persamaan (7), temperatur pada separator berpengaruh terhadap X 2 (kualitas steam). Optimasi dilakukan dengan memberikan nilai konstan dari massa laju aliran ( ) yaitu sebesar 119,5 kg/s , nilai dari T1 (Twellhead ) sebesar 193°C dan nilai dari temperatur kondenser yaitu sebesar 50°C. Nilai-nilai tersebut diperoleh dari hasil data proses produksi pada bulan Februari 2012 dengan nilai efisiensi turbin yaitu sebesar 78% dan efisiensi generator sebesar 98%. Untuk mengetahui apakah temperatur separator menentukan daya listrik yang optimum, maka dihitung nilai temperatur untuk berbagai variasi temperatur separator. Hasil perhitungan dinyatakan dalam bentuk grafik.
Penentuan Temperatur Optimum pada Kondenser
Pada persamaan (7 ) yang merupakan fungsi objektif dalam optimasi daya listrik, temperatur pada kondenser berpengaruh pada Δh pada tur bin (selisih antara entalpi masukan turbin dan keluaran turbin). Kemudian nilai yang dibuat konstan yaitu massa laju aliran 119,5 kg/s, nilai dari T 1 (Twellhead ) sebesar 193°C dan nilai dari temperatur separator yaitu sebesar 183°C. Nilai tersebut diperoleh dari hasil rata-rata pada bulan Februari 2012. Efisiensi turbin yang digunakan sama dengan penentuan temperatur optimum pada separator. Setelah itu dilakukan ploting antara temperatur kondenser dengan daya listrik. Variasi temperatur kondenser yaitu antara 40°C-60°C.
4
= 1 − ( )
(16)
2
Optimasi dilakukan dengan menggunakan nilai h 2 dengan fungsi P (Tekanan Wellhead ) dengan persamaan yaitu :
−
h2 = 0,0000035P5 0,00046P4 + 0,025P3 + 13P + 2700
− 0,76P
s2 =
−0,000014P + 0,0013P – 0,053P + 7 3
2
IV. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN A. Perhitungan Nilai Energi dan Eksergi Plant
Berikut merupakan data yang diperoleh di PT Pertamina Geothermal area Kamojang pada bulan Februari 2012. Data ini digunakan untuk perhitungan energi dan eksergi sesuai dengan state yang diberikan seperti pada gambar 2. Tabel. 1. Data yang diperlukan untuk perhitungan energi dan eksergi
State ke-
T (°C)
P (bar)
m (kg/s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
17 192,90 183,83 184,24 183,09 52,013 50,190 24,780 184,24
0,7038 12,7795 10,2344 10,2344 10,1278 0,1128 0,1162 10,2271
119,48 119,48 119,46 119,14 119,14 20,25 2089,41 0,0168
throttle valve.
(18)
Kedua persamaan tersebut diperoleh dengan mencari persamaan antara nilai entalpi dengan tekanan serta entropi dengan tekanan sesuai dengan tabel termodinamika.
Tekanan wellhead merupakan tekanan saat sebelum uap masuk ke dalam separator. Tekanan optimum pada wellhead dapat diperoleh dengan menggunakan simulasi komputasi. Setelah dilakukan optimasi, tekanan wellhead optimum yang diperoleh dapat digunakan yaitu dengan mengatur bukaan
(17)
Dan nilai s2 didapatkan berdasarkan fungsi P pula. Persamaan yang diperoleh yaitu adalah :
Penentuan Tekanan Optimum pada Wellhead
Sesuai dengan data yang diperoleh pada PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang nilai tekanan kondenser (Pc) bernilai konstan yaitu Pc= 0,1162 bar. Sehingga dapat diperoleh nilai h 7 (entalpi pada keluaran dari kondenser menuju cooling tower ) yaitu sebesar 2588,8 kJ/kg dan nilai h 6 (entalpi pada keluaran dari kondenser menuju drain) yaitu sebesar 201,4083 kJ/kg (berdasarkan tabel termodinamika). Nilai efisiensi generator yaitu sebesar ηgenerator = 98%. Nilai ini diperoleh dari hasil rata-rata bulan Februari 2012. Untuk nilai (massa laju aliran maksimum) yang diperoleh berdasarkan data yaitu sebesar 161,72 kg/s dan nilai dari Pci (tekanan pada saat tidak ada laju aliran) yaitu sebesar 18,75 bar. Nilai dan Pci digunakan untuk perhitungan massa laju aliran (mtot ) dengan persamaan sebagai berikut :[4]
2
Tabel. 2. Hasil perhitungan energi dan eksergi rate
State ke0 1 2 3 4 5 6 7 8
(kW)
(kW)
324680,305 323840,22 323767,6596 322793,1504 300740,3364 2810,093227 68098,05072 11,9393232 324680,305
312013,9025 311029,581 310967,4011 310010,9772 284958,5754 2653,08577 64048,77414 11,3881152 312013,9025
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 Dengan hasil perhitungan nilai eksergi rate maka dapat ditentukan nilai eksergi loss dan efisiensi eksergi. Hasil yang diperoleh ditampilkan pada tabel 3. Sesuai dengan tabel 3, dapat dilihat eksergi loss pada separator dan demister yaitu sebesar 50,792 kW dan 956,42392 kW sedangkan untuk efisiensi eksergi dari separator dan demister cukup tinggi hampir mendekati 100 %. Eksergi loss pada separator dan demister dapat terjadi akibat dari berbagai hal yaitu seperti terjadinya kerusakan pada sambungan di dalam separator yang menyebabkan heat loss dan kondensasi uap. Pipa yang mengalami korosi juga dapat menjadi penyebab terjadinya eksergi loss Selain itu pada komponen drain yang tidak berfungsi semestinya juga dapat menyebabkan eksergi loss.
5 Error) pada bulan Januari 2012 yaitu sebesar 1,784043 dan
pada bulan Februari 2012 yaitu sebesar 0,847175. Tabel. 4. Validasi pemodelan pada bulan Januari 2012
Separator Demister Turbin Kondenser
50,79 956,423 25052,40 346354,26
Efisiensi Eksergi
Separator Demister Turbin Kondenser
99,99 % 99,66 % 20,49 % 0,75 %
Selain itu, dapat dilihat pada tabel 3 nilai eksergi loss paling besar yaitu terdapat pada turbin dan kondenser. Selain itu pada turbin dan kondenser memiliki efisiensi eksergi yang lebih kecil yaitu sebesar 20,5% untuk turbin dan kondenser 0,76 %. Pada turbin, eksergi loss ini dapat terjadi dikarenakan adanya kerugian gesekan terhadap uap yang masuk ke turbin dan kebocoran pada bagian dalam turbin. Selain itu, dapat juga dipengaruhi akibat dari bukaan valve yang tidak sesuai. Untuk kondenser efisiensi yang rendah dapat dipengaruhi panas yang hilang ke lingkungan melalui proses konduksi dan turbulensi serta penyumbatan yang mungkin terjadi pada nozzle sebagai efek dari penyemprotan. Kemudian dapat dihitung efisiensi eksergi overall dari PLTP PT PGE area Kamojang sebagai berikut :
= 63530,6 − 2000 61530,6 = 311967,4829 × 100% = 19,7205% B. Validasi Model
Validasi model dilakukan untuk melihat kebenaran dari persamaan yang digunakan apakah sesuai atau tidak dengan kondisi real plant-nya. Pada tabel 4 dan tabel 5 menunjukkan perbandingan hasil dari pemodelan daya listrik sesuai dengan persamaan termodinamika. Validasi dilakukan 2 bulan yaitu bulan Januari dan bulan Februari 2012. Dapat dilihat pada tabel 4 dan tabel 5 di atas nilai daya listrik yang dihasilkan dengan menggunakan simulasi sudah cukup baik. Selain itu error yang dihasilkan cukup kecil. Hal ini sesuai dengan perhitungan RMSE (Root Mean Square
Wreal (MW)
Wpemodelan (MW)
Minggu ke -1 Minggu ke -2 Minggu ke-3 Minggu ke-4
63,627 63,58058 63,56979 63,57317
61,030 61,598 62,246 63,022
Tabel. 5. Validasi pemodelan pada bulan Februari 2012
Tabel. 3. Nilai dari eksergi loss dan efisiensi eksergi dari setiap unit
Eksergi L oss (kW)
Bulan Januari 2012
Bulan Februari 2012
Wreal (MW)
Wpemodelan (MW)
Minggu ke-1 Minggu ke-2 Minggu ke-3 Minggu ke-4
63,56072 63,5016 63,53784 63,52248
63,106 63,822 64,277 64,942
C. Optimasi Daya listrik
Optimasi dilakukan dengan menentukan temperatur separator optimum, temperatur kondenser optimum, dan tekanan wellhead optimum.
Penentuan Temperatur Optimum pada Separator dan Kondenser
Perhitungan untuk temperatur separator dengan daya listrik ditunjukkan pada gambar 4. Sedangkan untuk hasil temperatur kondenser ditunjukkan pada gambar 5. 6.9
x 10
4
6.8 6.7 ) 6.6 W K ( r e 6.5 w o P c 6.4 i r t c e l E 6.3
6.2 6.1 6 170
175
180 185 190 Temperature Separator (C)
195
200
Gambar. 4. Hasil ploting Ts dengan Wt
Dari kedua hasil ploting di atas (gambar 4 dan gambar 5) dapat diperoleh kesimpulan yaitu daya listrik optimum tidak dapat diperoleh dengan meninjau nilai temperatur separator dan kondenser. Hal ini, dapat disebabkan jenis uap di Kamojang merupakan uap kering dengan kualitas hampir mendekati 1 yaitu sebesar 0.9989. Dengan kualitas uap mendekati satu , maka proses konversi temodinamika termal merupakan jenis dry-steam system.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
7
x 10
4
6.8
6.6 ) W K ( r 6.4 e w o P c 6.2 i r t c e l E 6
5.8
5.6 40
45
50 55 Temperature Condenser (C)
60
65
Gambar. 5. Hasil ploting antara Tc dengan Wt
Penentuan Tekanan Optimum pada Wellhead Hasil ploting antara tekanan wellhead dengan daya listrik
dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar. 6. Hasil Ploting antara Wt dengan P wellhead
Dengan menggunakan optimasi tanpa fungsi kendala, dilakukan penurunan fungsi objektif (persamaan 4) sebanyak 2 kali. Kemudian dari akar pemfaktoran pembuat akar nolpersamaan tersebut dapat diperoleh nilai rentang operasi yang diinginkan . Dari tujuh akar pemfaktoran yang diperoleh, dipilih yang sesuai dengan grafik hasil ploting pada gambar 6 yaitu pada rentang 5,9124 < P < 9,74 bar dengan rentang daya listrik optimum sebesar 71,013 MW- 72,302 MW. Kemudian sesuai dengan gambar 6 dengan menggunakan simulasi, nilai tekanan wellhead maksimum didapatkan saat P = 7,5867 bar dan nilai Wt optimum =72,302 MW. Di PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang tekanan wellhead umumnya berkisar antara 10-13 bar. Dengan demikian optimasi daya listrik dengan menentukan tekanan optimum pada wellhead dapat dilakukan yaitu dengan pengaturan pada throttle valve. D. Perhitungan Ulang Efisiensi Eksergi Overall
Kemudian dilakukan perhitungan ulang efisiensi eksergi keseluruhan. Perhitungan dilakukan sesuai dengan persamaan (15) yaitu : 70302 = 312013,9025 × 100%
= 22,53 %
Perhitungan efisiensi eksergi overall dengan menggunakan tekanan optimum mengalami kenaikan yaitu dari 19,7205% menjadi 22,53%. Kenaikan yang terjadi yaitu sekitar 2,8 %.
6 V. KESIMPULAN Berikut ini kesimpulan yang dapat diambil dalam penelitian ini, yaitu sebagai berikut: • Nilai eksergi loss dengan nilai terbesar terdapat pada turbin dengan nilai 25052,401 kW dan kondenser sebesar 346354,263 kW. • Kondisi operasi proses di separator dan kondenser pada PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang tidak dapat digunakan untuk menentukan daya listrik optimum • Kondisi operasi proses yang dapat menentukan daya listrik optimum pada PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang dengan jenis single-flash system yaitu adalah tekanan pada wellhead • Rentang operasi tekanan wellhead optimum yang diperoleh yaitu antara 5,9124 bar - 9,74 bar dengan rentang daya listrik optimum antara 71,013 MW72,302 MW. • Perhitungan efisiensi eksergi overall dengan menggunakan daya listrik optimum mengalami kenaikan yaitu sebesar 2,8%. UCAPAN TERIMA KASIH “Penulis E.db mengucapkan terima kasih kepada PT Pertamina Geothermal Energy area, Kamojang Jawa Barat khususnya kepada Bapak Roy Bandoro Swandaru atas bimbingannya dalam pengerjaan penelitian ini. Serta kepada Bapak Faiq, Bapak Dede, dan Bapak Jito atas kesempatannya dalam pengambilan data selama penelitian berlangsung ”. DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3]
[4] [5] [6]
[7]
SNI 13-5012-1998“,Klasif ikasi Potensi Energi Panas Bumi di Indonesia”. Badan Standardisasi Nasional-Bs. Siregar Hasoloan, Parlindungan H.. “Optimization Of Electrical Power Production Process For The Sibayak Geothermal Field, Indonesia”. The United United Nation University, Reykjavík, Iceland. 2004 Swandaru, R. B, “Thermodynamic Analysis of Preliminary Design of Power Plant Unit I Patuha, West Java, Indonesia” Report of the United Nations University Geothermal Training Pr ogramme, Reykjavik, Iceland (2006). DiPippo, Ronald, “Geothermal power plant s: principles, appications and case studies,” Elsevier Advanced Technology. The Boulevard, Langford Lane, Kidlington, Oxford OX5 IGB. UK. (2006) 85 – 161 Kwambai, C. B., “Exergy analysis of Olkaria I power plant, Kenya” Report of United Nations University Geothermal Training Programme, Reykjavik, Iceland.(2005) YILDIRIM ÖZCAN, Nurdan, “Modeling, Simulation And Optimization Of Flashed-Steam Geothermal Power Plants From The Point Of View Of Noncondensable Gas Removal Systems” M.Sc. Thesis, Department of Mechanical and Industrial Engineering University of Iceland.(2010) Moran, J Michael. Shapiro, N Howard., ”Fundamentals of Engineering Thermodynamics” Wiley. England.2006
