MAKALAH PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL (PLTD) Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Pembangkit Energi Listrik Universitas Negeri Jakarta Semester 098
Kelompok 3 Fuad Arbi Shaleh
5115110210
Imam Nursyahied
5115111689
Jordy Hamdani Maliki
5115110309
Muhamad Mukhsital Azizi
5115111680
M. Tri Juniardi Agusti
5115111701
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA 2013
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah Di era modern seperti sekarang, listrik merupakan salah satu kebutuhan yang pokok bagi kehidupan. Banyak daerah-daerah terpencil di Indonesia yang belum mendapat pasokan energi listrik yang cukup untuk kebutuhan sehari-hari. Keterbatasan pasokan listrik ini disebabkan penggunaan listrik yang berlebihan dalam kehidupan sehari-hari baik itu di rumah tangga, perusahaan maupun industri. Untuk menanggulangi keterbatasan pasokan listrik ini, maka banyak di dirikan pembangkit-pembangkit listrik di Indonesia, salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD). Pembangkit listrik ini (PLTD) biasanya menggunakan bahan bakar minyak bumi. Sistem penggerak yang digunakan tanpa generator. Listrik yang dihasilkan dari pembangkit ini mengalami proses siklus energi, yaitu dari bahan bakar (minyak bumi) menjadi energi magnet, kemudian baru menghasilkan energi listrik. Energi arus panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar (minyak bumi), diubah menjadi energi mekanikal yang dapat menggerakan atau memutar generator. Ada beberapa faktor yang dapat di jadikan pertimbangan dalam suatu siklus energi, seperti halnya jenis sumber energi yang akan dipakai dalam proses pembakaran, dan juga jenis mesin yang akan digunakan pada proses ini, apakah itu boiler uap atau motor diesel. 1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah yang akan didapat dari latar belakang tersebut antara lain 1. Apa yang dimaksud dengan PLTD? 2. Apa jenis-jenis mesin diesel pada PLTD? 3. Apa saja komponen atau perlengkapan dan fungsinya?
4. Bagaimana cara kerja dari PLTD? 5. Apa kelebihan dan kekurangan dari PLTD? 1.3 Tujuan Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut 1. Mahasiswa mengerti apa yang dimaksud dengan PLTD 2. Mahasiswa mampu memahami jenis-jenis mesin PLTD 3. Mahasiswa mengerti komponen-komponen yang terletak pada PLTD beserta fungsinya 4. Mahasiswa mengerti dan memahami cara kerja dari PLTD 5. Mahasiswa mengerti kelebuihan dan kekurangan dari PLTD 1.4 Manfaat Adapun manfaat dari penulisan ini adalah sebagi berikut: A. Manfaat Teoritis Makalah ini diharapkan dapat memberi sumbangan teoritis terkait Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) pada mahasiswa dan khalayak umum supaya yang berkecimpung dalam bidang listrik khusunya pada konsentrasi sistem tenaga listrik bisa lebih memahami PLTD. B. Manfaat Praktis 1. Mahasiswa dapat mengetahui kegunaan PLTD dan mampu mengoerasikan mesin diesel 2. Mahasiswa dapat mengetahui proses siklus Usaha/Kerja pada mesin diesel pada pengoperasian PLTD
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) adalah pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak pemula (Prime Mover). Prime mover merupakan alat yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. PLTD merupakan suatu instalasi pembangkit listrik yang terdiri dari suatu unit pembangkit (SPD) dan sarana pembangkitan. Mesin Diesel adalah penggerak utama untuk mendapatkan energi listrik yang kemudian dikeluarkan oleh Generator . Pada mesin Diesel Energi Bahan bakar diubah menjadi energi mekanik dengan proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri. Mesin Diesel pada saat ini sudah banyak mengalami perkembangan dalam pemakaian untuk angkutan darat dan laut, kemudian pembangkitan dalam daya kecil dan menengah bahkan sampai daya besar sudah ada yang menggunakannya. Unit PLTD adalah kesatuan peralatan-peralatan utama dan alat-alat bantu serta perlengkapannya yang tersusun dalam hubungan kerja, membentuk sistem untuk mengubah energi yang terkandung didalam bahan bakar minyak menjadi tenaga mekanis dengan menggunakan mesin diesel sebagai penggerak utamanya dan seterusnya tenaga mekanis tersebut diubah oleh generator menjadi tenaga listrik. PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai puluhan MW. Jika perkembangan pemakaian tenaga listrik telah melebihi 100 MW, penyediaan listrik yang menggunakan PLTD tidak lagi ekonomis sehingga harus di bangun pusat listrik lain. Untuk melayani beban PLTD dengan kapasitas di atas 100 MW akan tidak ekonomis karena unitnya menjadi banyak, mengingat unit PLTD yang terbesar di pasaran sekitar 12,5 MW.
Unit-unit pembangkit diesel di pasaran umumnya mempunyai putaran (untuk frekuensi 50 Hertz) dari 300 putaran per menit sampai dengan 1.500 putaran per menit (ppm). Dengan memperhatikan buku petunjuk pabrik, mesinmesin yang mempunyai nilai ppm rendah, sampai dengan 500 ppm, dapat menggunakan bahan bakar minyak (BBM) kualitas No. 2 yaitu Intermediate Diesel Oil (IDO) dan kualitas No. 3 yaitu Marine Fuel Oil (MFO). Jika memakai MFO harus di panaskan terlebih dahulu agar tercapai viskositas yang cukup rendah. Apabila menggunakan IDO, maka tidak perlu pemanansan terlebih dahulu. Mesin diesel dengan ppm di atas 500 ppm harus menggunakan BBM kualitas No. 1 yaitu High Speed Oil (HSO). 2.2 Penggunaan dan Faktor-faktor Pertimbangan Pilihan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama di daerah-daerah yang terpencil atau untuk listrik pedesaan dan bisa juga digunakan untuk memasok kebutuhan listrik di suatu pabrik atau industri. PLTD cocok untuk lokasi dimana pengeluaran bahan bakar rendah, persediaan air terbatas, minyak sangat murah dibandingkan dengan batubara dan semua beban besarnya adalah seperti yang dapat ditagani oleh mesin pembangkit dalam kapasitas kecil, serta dapat berfungsi dalam waktu yang singkat. Kegunaan utama PLTD adalah penyedia daya listrik yang dapat berfungsi untuk : -
Pusat pembangkitan
-
Cadangan (Stand by plant)
-
Beban puncak
-
Cadangan untuk keadaan darurat (emergency) Faktor-faktor yang merupakan pertimbangan piihan sesuai untuk PLTD
antara lain : -
Jarak dari beban dekat
-
Persediaan areal tanah dan air
-
Pondasi
-
Pengangkutan bahan bakar
-
Kebisingan dan kesulitan lingkungan
2.3 Jenis-jenis Mesin Diesel 2.3.1
Mesin Diesel 2 Langkah Mesin diesel 2 langkah adalah mesin yang setiap langkahnya terjadi satu kali langkah bertenaga dengan dorongan gas hasil ledakan/pembakaran. Secara teoritis mesin 2 Langkah dengan dimensi dan jumlah putaran per detik yang sama seperti pada mesin 4 langkah, maka mesin 2 langkah ini akan menghasilkan daya 2 kali lebih besar. Namun dalam praktik, angka 2 kali lebih besar untuk daya yang di dapat pada mesin diesel 2 langkah tidak tercapai (hanya sekitar 1,8 kali). Hal ini disebabkan karena pembilasan ruang bakar silinder mesin diesel 2 langkah tidak
sebersih
pada
mesin
diesel
4
langkah
sehingga
proses
pembakarannya tidak sempurna seperti pada mesin diesel 4 langkah. Maka efisiensi mesin 2 langkah ini tidak sebaik efisiensi pada mesin diesel 4 langkah. Pada pemakaian bensinnya pun lebih boraos dibanding mesin diesel 4 langkah. Mesin 2 langkah ini biasanya lebih cocok digunakan pada keperluan yang memerlukan penghematan ruangan, seperti pada lokomotif kereta api atau pada kapal laut. Adapun Cara kerja dari mesin diesel 2 langkah ini adalah sebagai berikut 1. Langkah 1A Charging Pada permulaan gerakan, piston akan bergerak keatas sedangkan P dan E dalam keadaan terbuka. Udara bertekanan dari karter akan masuk ke silinder dan meniup sisa gas pembakaran melalui E.
2. Langkah 1B Compression Piston akan bergerak ke atas, P dan E dalam keadaan tertutup oleh dinding piston. Udara bersih yang berada dalam silinder akan dimampatkan. Kemudian bahan bakar disemprotkan dan akan terjadi ledakan.
3. Langkah 2A Combustion Piston akan bergerak ke bawah dengan dorongan gas yang diledakkan
4. Langkah 2B Exhaust Pada bagian akhir gerakan, piston akan bergerak ke bawah dimana E sudah terbuka sehingga gas hasil pembakaran mulai keluar karena efek dari aktifitas pemompaan.
2.3.2
Mesin Diesel 4 Langkah Mesin diesel 4 langkah merupakan mesin yang setiap 4 langkah terjadi satu kali langkah bertenaga dengan dorongan gas hasil pembakaran/ledakan. Atau dengan kata lain prinsip kerja mesin diesel 4 langkah adalah proses kerja mesin untuk menghasilkan 1 kali pembakaran (usaha/kerja) torak bergerak 4 kali. Gerakan torak yang menghasilkan kerja atau usaha berlangsung secara berurutan dan terus menerus maka kegiatan untu menghasilkan kerja/usaha tersebut disebut siklus. Proses pembakaran pada mesin diesel 4 langkah lebih sempurna daripada mesin 2 langkah, karena pada proses pembilasan ruang bakar di silinder mesinnya bersih. Pada mesin diesel 4 langkah pemakaian bahan bakarnya lebih hemat dan masalah ruangan pun tidak menjadi soal. Cara kerja mesin diesel 4 langkah adalah sebagai berikut: 1. Langkah Isap Pada langkah ini piston bergerak dari TMA ( Titik Mati Atas ) ke TMB ( Titik Mati Bawah ). Saat piston bergerak ke bawah katup isap terbuka yang
menyebabkan
ruang
didalam
silinder menjadi vakum, sehingga udara murni langsung masuk ke ruang silinder melalui filter udara. 2. Langkah Kompresi Pada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju TMA dan kedua katup tertutup. Karena udara yang berada di dalam silinder didesak terus oleh piston, menyebabkan terjadi kenaikan tekanan dan temperatur, sehingga udara di dalam silinder menjadi sangat
panas. Beberapa derajat sebelum piston mencapai TMA, bahan bakar di semprotkan ke ruang bakar oleh injector yang berbentuk kabut. 3. Langkah Usaha Pada langkah ini kedua katup masih tertutup, akibat semprotan bahan bakar
di
ruang
menyebabkan
bakar
terjadi
akan ledakan
pembakaran yang akan meningkatkan suhu dan tekanan di ruang bakar. Tekanan yang besar tersebut akan mendorong piston ke bawah yang menyebkan terjadi gaya aksial. Gaya aksial ini dirubah dan diteruskan oleh poros engkol menjadi gaya radial (putar). 4. Langkah Buang Pada langkah ini, gaya yang masih terjadi di flywhell akan menaikkan kembali piston dari TMB ke TMA, bersamaan itu juga
katup
buang
terbuka
udara
sisa
sehingga
pembakaran akan di dorong keluar dari ruang
silinder
menuju
exhaust
manifold. Begitu seterusnya sehingga terjadi siklus pergerakan piston yang tidak berhenti. Siklus ini tidak akan berhenti selama faktor yang mendukung siklus tersebut tidak ada yang terputus. 2.4 Jenis-jenis Mesin Injeksi Pada Mesin Diesel Electronic Petrol Injection (EPI) atau juga disebut Eletronic Fuel Injection (EFI) adalah teknologi pengontrolan penginjeksian bahan bakar yang berkembang saat ini pada mesin bensin menggantikan karburator. Umumnya system EPI/EFI
terbagi atas 2 jenis yaitu berdasarkan jumlah injectornya dan berdasarkan penempatan injectornya. 2.4.1
Berdasarkan jumlah injectornya mesin EPI atau EFI terdiri dari: A. Single Point Injection (SPI) Single Injection
Point (SPI)
atau
biasa disebut Throttle Body
Injection
(TBI)
atau
Central
Fuel
Injection
System: yaitu
hanya
menggunakan
satu Fuel Injector untuk beberapa Cylinder. Injektornya dipasang sebelum saluran isap yaitu di atas katup throttle. Prinsip kerjanya satu injektor memasok bensin untuk keperluan beberapa silinder sekaligus. B. Multi Point Fuel Injection (MPI). Multi
Point
Fuel
Injection (MPI) disebut juga port fuel injection (PFI),
menempatkan
injektor di atas lubang isap (intake port). Setiap silinder
memiliki
satu
injektor. Jadi, bila mesin terdiri dari 4 silinder berarti ada 4 injektor yang menyuplai bensin. Konstruksi multi point fuel injection dapat dilihat pada gambar dibawah ini . Teknologi injeksi MPI memiliki kelebihan dibandingkan dengan SPI antara lain : 1. Distribusi campuran udara-bahan bakarnya lebih seragam untuk masing-masing silinder.
2. Respons terhadap perubahan posisi throttle pun lebih cepat. 3. Lebih akurat dalam mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan sesuai dengan kondisi operasi. C. Gasoline Direct injection (GDI) GDI yaitu Injector berada di dalam ruang bakar, sehingga bensin disemprotkan langsung ke ruang bakar tanpa harus melalui Intake Valve. Teknologi ini masih mahal, karena material Fuel Injector Nozzle harus tahan pada suhu tinggi di ruang bakar. Untuk lebih memperjelas posisi dari ketiga jenis posisi penempatan injektor, seperti gambar disamping
2.4.2
Berdasarkan Penyalaan Bahan Bakar A. Indirect Injection Yaitu
system
penyemprotan
bahan bakar ke intake manifold seperti yang digunakan pada system penginjeksian mesin bensin, bensin disemprotkan
tidak
langsung
ke
dalam ruang bakar.
B. Direct Injection Yaitu system penyemprotan bahan bakar langsung ke dalam ruang bakar. Injectornya berada di dalam ruang bakar, sehingga bensin disemprotkan langsung ke ruang bakar tanpa harus
melalui Intake Valve. Teknologi ini masih mahal, karena material Fuel Injector Nozzle harus tahan pada suhu tinggi di ruang bakar. 2.5 Komponen Perlengkapan PLTD Dan Fungsinya Bagian-bagian utama PLTD adalah Kepala silinder (cylinder head), Blok mesin (engine block), Karter (carter/oil pan), dan generator. Mesin diesel berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator. Adapun bagian-bagian mesin pada PLTD secara garis besar adalah sebagai berikut : 2.5.1
Cylinder head (kepala silinder) Fungsi : 1. Penutup Silinder
5. Menempatkan Injector
2. Menempatkan Rocker Arm
6. Menempatkan Katub
3. Menempatkan Valve Starting ( Katup Start ) 4. Tempat Saluran Udara Masuk dan Gas Buang.
A. Komponen yang terdapat pada kepala silinder 1. Injector ( Pengabut ) :
Fungsi : Mengabutkan bahan bakar/ menyemburkan bahan bakar. 2. Rocker Arm ( Pelatuk )
Fungsi : Untuk Menggerakkan Katup Buang dan Katup Isap. 3. Valve ( Katup )
Fungsi : Menutup dan membuka saluran udara masuk dan saluran gas buang. Kontruksi Katup : Sudut Bidang Kontak : 300 dan 450 . Tanpa Rotator dan dengan Rotator. 4. Starting Valve Fungsi : Membuka dan menutup saluran udara start mesin.
2.5.2
Piston dan Connecting Rod 1. Piston ( Torak )
Fungsi : Merapatkan Ruang Bakar Menerima Tekanan Pembakaran Menyerap Panas Hasil Pembakaran Meneruskan Tekanan Hasil Pembakaran Meneruskan Panas pembakaran ke liner 2. Piston Ring ( Ring Torak )
Fungsi : Merapatkan torak dan liner Memindahkan panas torak ke liner Mencegah kebocoran tekanan diatas torak 3. Piston Pin ( Pena Torak )
Fungsi : Pena penghubung batang torak dengan torak
4. Connecting Rod ( Batang Torak )
Fungsi : Meneruskan tekanan torak keporos engkol. Meneruskan putaran poros engkol ke torak. 2.5.3
Cylinder Liner & Engine Block A. ( Silinder & Rangka Mesin ) 1. Cylinder Liner ( Silinder )
Fungsi : Tempat terjadinya pembakaran Tempat pergerakkan torak Penghantar panas hasil pembakaran 2. Liner ( Silinder ) Liner basah : Liner bersinggungan langsung dengan air pendingin mesin. Antara liner dengan mesin menggunakan penyekat karet. Tingkat korosi liner lebih tinggi Liner kering :
Liner tidak bersinggungan langsung dengan air pendingin mesin Pemasangan liner lebih sulit Liner lebih tahan korosi 3. Engine Block ( Blok Mesin ) Fungsi : Tempat kedudukan liner dan poros engkol Tempat komponen disatukan Rangka Utama Mesin
4. Frame ( Rangka ) Fungsi : Rangka mesin adalah badan induk untuk mendukung semua bagian-bagian mesin yang harus dapat menahan lendutan atau lengkungan akibat berat beban komponen mesin. 2.5.4
Crank Shaft Dan Cam Shaft A. Crank Shaft ( Poros Engkol )
Fungsi : Merubah gerak lurus menjadi gerak bolak-balik atau sebaliknya.
Tempat bertumpunya batang torak. B. Cam Shaft ( Poros Bubungan )
Fungsi : Merubah gerak putar menjadi gerak lurus Mengatur dan buka tutup katup Penggerak pompa pengabutan bahan bakar. 2.5.5
Bearing ( Bantalan )
Fungsi : Pelapis gerakan logam keras dengan logam keras Memudahkan pemeliharaan komponen mesin yang bergerak Memperkecil biaya pemeliharaan komponen mesin yang bergerak Mencegah komponen utamma yang bergesekan cepat rusak 2.5.6
Transmision Gear ( Roda Gigi Pengatur ) Fungsi : Mengatur pergerakan membuka dan menutup katub. Mengatur pergerakan pompa injeksi bahan bakar Mengatur
penyesuaian pergerakan langkah torak dengan pompa
injeksi bahan, pergerakan membuka dan menutup katub
Menghubungkan putaran poros engkol dengan komponen yang memerlukan gerak putar
2.5.7
Bed Plate ( Lantai Mesin )
Fungsi : Sebagai penyangga utama seluruh bagian mesin dan generator untuk memudahkan penempatan mesin dan generator. 2.5.8
Peralatan Tambahan (Alat Bantu) Pada Instalasi Mesin Diesel (PLTD) 1. Camshaft untuk mengatur gerakan membukanya katup, mengatur pemompaan bahan bakar ke injector oleh pompa injeksi. 2. Pompa injeksi (injection pump) untuk memberikan tekanan pada solar yang akan diinjeksikan/disemprotkan oleh nozel.
3. Turbocharger untuk menaikkan daya mesin dengan meniupkan udara ke dalam silinder dan mengeluarkan udara/gas buang ke cerobong buang. 4. Governor untuk mengatur putaran motor dengan cara mengatur volume bahan bakar yang disemprotkan. 5. Saringan (filter) : a. Membersihkan oil dari kotoran-kotoran berupa karbon dan serbukserbuk lagom yaitu terjadi pada glacier. Dimana glacier ini berfungsi untuk membersihkan oli dari serbuk-serbuk logam yang tercampur pada oil. b. Memisahkan air yang terbawa dalam aliran oil yaitu terjadi pada purifier. Dimana purifier ini berfungsi untuk memisahkan oil dan air yang tercampur.
2.6 Komponen-komponen Penting Mesin PLTD 1. Mesin / motor Merupakan komponen dasar dari mesin yang memperkuat daya. Mesin tersebut dirangkai dikopel langsung dengan generator. 2. Sistem Bahan Bakar (Fuel System) Termasuk tangki bahan bakar, pompa pemindah bahan bakar, saringan alat pemanas dan sambungan pipa kerja. Pompa pemindah bahn bakar membutuhkan pemindahan bahan bakar dari ujung perantara ke tangki penyimpan dan dari tangki penyimpan ke mesin. Saringan membutuhkan jaminan kebersihan bahan bakar. Alat pemanas untuk minyak diperlukan untuk lokasi yang mempunyai temperature yang dingin yang menganggu aliran fluida. 3. Sistem Udara Masuk Termasuk saringan udara, saluran pompa kompresor (bagian integral dari mesin). Kegunaan saringan udara adalah untuk membersihkan debu dari udara
yang disuplai ke mesin, juga semua ini dapat menimbulkan kenaikan daya keluaran. 4. Sistem Pembuangan Gas Termasuk peredam dan penyambungan saluran. Temperatur pembuangan gas panasnya cukup tinggi, gas ini merupakan pemanas minyak atau persediaan udara pada mesin. Peredam mengurangi kegaduhan suara. 5. Sistem Pendinginan (Cooler System) Termasuk pompa-pompa pendingin, menara pendingin, perawatan air atau mesin penyaring dan sambungan pipa kerja. Kegunaan system pendinginan adalah untuk meningkatkan panas dari mesin silinder yang menyimpan temperature sislinder dalam tempat yang aman. Pompa mengedarkan air melewati silinder dan kepala selubung mengangkut panas. Sistem pendinginan membutuhkan sumber air, sebuah pompa dan tempat untuk pembuangan air panas, penyebaran air oleh mesin pendingin ini seperti dalam alat radiator, pendingin uap, menara pendingin, penyemprot dan sebagainya. 6. Sistem Pelumasan (lube oil system) Termasuk pompa minyak pelumas, tangki minyak, penyaring, pendingin, alat pembersih dan sambungan pipa kerja. Fungsi sistem pelumasan yaitu untuk mengurangi pergeseran dari bagian yang bergerak dan mengurangi pemakaian dan sobekan bagian-bagian mesin. 7. Sistem Penggerak Mula Termasuk aki, tangki hampa udara, starter sendiri dan sebagainya. Fungsi sistem penggerak mula adalah menjalankan mesin. Sistem ini memungkinkan mesin pada awalnya berputar dan berjalan sampai terjadi pembakaran dan unit meninggalkannya untuk memperoleh daya.
2.7 Cara Kerja PLTD
Keterangan 1. Tangki penyimpanan bahan bakar.
7. Penyaring gas pembuangan
2. Penyaring bahan bakar
8. Tempat pembuangan gas.
3. Tangki penyimpanan bahan bakar sementara 9. Generator 4. Pengabut
10. Trafo
5. Mesin diesel.
11. Saluran transmisi
6. Turbo charger. Prinsip Kerja Bahan bakar didalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan kedalam tanki penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu. Kemudian disimpan didalam tangki penyimpanan sementara (daily tank). Jika bahan bakar adalah bahan bakar minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke Pengabut (nozzel), disini bahan bakar dinaikan temperaturnya hingga manjadi kabut. Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG) maka dari dari daily tank dipompakan ke convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya.
Menggunakan kompresor udara bersih dimasukan kedalam tangki udara start melalui saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger. Didalam turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C. Udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan kedalam ruang bakar (combustion chamber). Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk BBM) kemudian diinjeksikan kedalam ruang bakar (combustion chamber) Didalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan udara murni yang dimanfaatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (35 – 50 atm), sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik nyala bahan bakar sehingga akan menyala secara otomatis yang menimbulkan ledakan bahan bakar. Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada poros engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi. Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros rotor generator. Oleh generator energi mekanis ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi gaya geral listrik (ggl). Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya menggunakan trafo step up agar energi listrik yang dihasilkan sampai kebeban.
Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan dikirim kebeban. Disisi beban tegangan listrik diturunkan kembali menggunakan trafo step down (jumlah lilitan sisi primer lebih banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder). 2.8 Keunggulan dan Kekurangan PLTD 2.8.1
Keunggulan PLTD -
Dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih tersediannya bahan bakar.
-
Dalam operasinya tidak bergantung pada alam seperti halnya PLTA.
-
Investasi awal pembangunan PLTD relatif murah dibanding pembangkit listrik lain.
2.8.2
Kekurangan PLTD -
Ongkos bahan bakarnya tergolong mahal dan bergantung dengan perubahan harga minyak dunia yang cenderung meningkat dari tahun ke tahun.
-
Menimbulkan polusi udara yang ditimbulkan dari pembakaran bahan bakar konvensional yang kadang kurang sempurna.
-
Memerlukan pemeliharaan rutin.
-
Sistem operasi tidak efisien bahkan tergolong boros pada kondisi beban rendah.
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) adalah pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak pemula (Prime Mover). Prime mover merupakan alat yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Pada mesin diesel, energi bahan bakar diubah menjadi energi mekanik dengan proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri. PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai dengan puluhan MW. Jika perkembangan pemakaian tenaga listrik telah melebihi 100 MW, penyediaan listrik yang menggunakan PLTD tidak lagi ekonomis sehingga harus di bangun pusat listrik lain. Unit PLTD yang terbesar di pasaran adalah 12,5 MW. Unit-unit pembangkit diesel di pasaran umumnya mempunyai putaran (untuk frekuensi 50 Hertz) dari 300 putaran per menit sampai dengan 1.500 putaran per menit (ppm). Mesin-mesin yang mempunyai nilai ppm rendah, sampai dengan 500 ppm, dapat menggunakan bahan bakar minyak (BBM) kualitas No. 2 yaitu Intermediate Diesel Oil (IDO) dan kualitas No. 3 yaitu Marine Fuel Oil (MFO). Jika memakai MFO harus di panaskan terlebih dahulu agar tercapai viskositas yang cukup rendah. Apabila menggunakan IDO, maka tidak perlu pemanansan terlebih dahulu. Mesin diesel dengan ppm di atas 500 ppm harus menggunakan BBM kualitas No. 1 yaitu High Speed Oil (HSO). Dalam Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) umumnya terdapat 2 jenis mesin diesel yang di gunakan yaitu mesin 2 langkah dan mesin 4 langkah. Namun pada kenyataannya pada PLTD mesin yang di gunakan adalah mesin 4 langkah, karena pada proses kerja mesin ini untuk menghasilkan 1 kali pembakaran (usaha/kerja) torak bergerak 4 kali. Pada mesin 4 langkah pemakaian bahan bakarnya lebih hemat dan masalah ruangan pun tidak menjadi soal, proses pembakaran pun lebih sempurna di banding dengan mesin diesel 2 langkah.
Bagian-bagian utama PLTD adalah Kepala silinder (cylinder head), Blok mesin (engine block), Karter (carter/oil pan), dan generator. Mesin diesel berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator. Adapun peralatan tambahan pada instalasi mesin diesel adalah Camshaft, Pompa injeksi, Turbocharger, Governor, Saringan (filter). Komponen-komponen penting mesin yang ada di PLTD diantaranya adalah mesin motor, sistem bahan bakar, sistem udara masuk, sistem pembuangan gas, sistem pendingin, sistem pelumasan, sistem penggerak mula. Ketujuh komponen ini harus selalu ada dan tidak boleh kurang satupun pada Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD). Secara umum proses kerja dari PLTD adalah pertama pada saat mesin di starter, dinamo starter akan menyalakan mesin. Solar mengalir ke mesin. Mesin juga menghisap oksigen untuk melakukan pembakaran. Solar dan oksigen masuk ke engine block. Di dalam engine block terdapat piston atau silinder. piston ini berada di dalam engine block dan terdapat sebuah ruangan berbenttuk tabung di dalam engine block sebagai tempat piston ini bekerja. Di dalam ruangan ini terdapat 2 valve atau katup untuk membuka dan menutup. Cara kerja mesin diesel ini terdapat 4 tahap yaitu intake, pencampuran, peledakan, dan exhaust. Pada saat salah satu katup membuka, mesin mengisap udara, lalu masuk tahap pencampuran antara udara dan solar dan akhirnya menghasilkan energi yang membuat piston naik. setelah itu katup satunya membuka dan masuk ke tahap pembuangan atau exhaust. Kejadian ini terjadi berulang kali secara cepat. semakin cepat kerjanya maka semakin besar energi yaang dihasilkan. Prinsipnya sama seperti cara kerja mesin mobil. Di bawah piston dipasang pipa panjang yang disebut crankshaft. Jika piston bergerak maka crankshaft juga bergerak. Kemudian crankshaft ini disambungkan ke generator. Di dalam generator tedapat magnet. Disekeliling magnet terdapat kumparan. Pada saat pipa ini bergerak, magnet ikut berputar dan bergesekan dengan kumparan. Gesekan antara magnet dan kumparan
membuat terjadinya energi listrik. Listrik ini kemudian disambung ke trafo trafo untuk penyaluran energi ke rumah-rumah. PLTD sendiri mempunyai kelebihan dan kekurangan seperti halnya pada pembangkit-pembangkit lain. Kelebihannya antara lain Dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih tersediannya bahan bakar, dalam operasinya tidak bergantung pada alam seperti halnya PLTA, investasi awal pembangunan PLTD relatif murah dibanding pembangkit listrik lain. Sedangkan kekurangannya adalah Ongkos bahan bakarnya tergolong mahal dan bergantung dengan perubahan harga minyak dunia yang cenderung meningkat dari tahun ke tahun, menimbulkan polusi udara yang ditimbulkan dari pembakaran bahan bakar konvensional yang kadang kurang sempurna, memerlukan pemeliharaan rutin, sistem operasi tidak efisien bahkan tergolong boros pada kondisi beban rendah. 3.2 Saran Pada penggunaan PLTD alangkah baiknya menggunakan bahan bakar dari gas atau menggunakan biogas karena ramah lingkungan dan dari segi pembakarannya lebih sempurna. Di sisi lain karena pasokan BBM dari tahun ke tahun semakin berkurang. Selain dari penggunaan biogas, model yang dipakai juga harus yang memiliki keuntungan murah secara ekonomis yaitu dengan menggunakan model Combustion Air Gas Integration. Model ini bekerja dengan mencampur udara-bahan bakar gas sebelum memasuki saluran isap atau sebelum memasuki kompresor-turbocharger apabila mesin diesel yang digunakan adalah Turbocharged system. Model ini tergolong model yang murah karena tidak menggunakan injector maupun pompa bertekanan tinggi, tidak membutuhkan model yang rumit sehingga apabila suplai gas habis atau tersendat system akan langsung bekerja dengan 100% bahan bakar diesel. .
DAFTAR PUSTAKA
Dr. Suyitno M., M.Pd., 2011, Pembangkit Energi Listrik, Jakarta: Rineka Cipta Ir. Djiteng Marsudi, 2005, Pembangkitan Energi Listrik, Jakarta: Erlangga Ir. Sulasno, 1990, Pusat Pembangkit Tenaga Listrik, Semarang: Satya Wacana http://irhamninuhardindm.blogspot.com/2011/11/pembangkit-listrik-tenagadiesel.html http://elektrojiwaku.blogspot.com/2011/04/pembangkit-listrik-tenaga-diesel-pltd.html http://carapedia.com/kerja_diesel_info2560.html http://eki.blog.ittelkom.ac.id/blog/2011/10/12/821/ http://otoboysworld.blogspot.com/2012/09/jenis-mesin-injeksi-mesin-diesel.html http://armiyudha.blogspot.com/2012/05/komponen-utama-pltd.html
