MATERI
SUMBER-SUMBER ENERGI Ada bermacam sumber energi yang bisa kita temukan di bumi ini. Secara sederhana yang dimaksud sumber energi adalah sesuatu yang dapat memberikan atau menghasilkan energi lainnya. Di bumi ada banyak unsur material alam dalam berbagai bentuk yang dapat diubah menjadi energi yang dapat digunakan dan bisa diubah untuk menghasilkan jenis energi lain seperti listrik, panas, cahaya, dan gerak. Ada dua macam sumber energi yaitu sumber energi tak terbarukan dan sumber energi terbarukan. A. SUMBER ENERGI TERBARUKAN
Sumber energi terbarukan yaitu sumber energi dari alam yang bisa langsung digunakan secara bebas, dan dapat diperbarui atau dapat memperbarui diri terus menerus dan tidak habis. Contoh sumber energi terbarukan antara lain energi panas bumi, energi surya, tenaga angin, tenaga air, biomassa, dan lain lain. 1. Matahari
Energi matahari dihasilkan melalui proses reaksi fusi nuklir yang terjadi di dalam inti matahari. Dalam reaksi fusi nuklir ini terjadi serangkaian tahap yang disebut rantai proton. Rantai proton di inti matahari terjadi kira-kira 9,2 x 1037 kali tiap detik dan mampu mengubah sekitar 3,7 x 1038 proton menjadi inti helium tiap detiknya.Energi yang dihasilkan di dalam inti matahari adalah sekitar 3,846 x 1026 joule setiap detiknya. Energi matahari terbatas karena hanya bisa digunakan pada siang hari, dan hanya pada tempat-tempat yang terkena sinar matahari langsung. Pengkonversian energi dari matahari dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu:
a.
Heliochemical Merupakan proses konversi energi matahari menjadi energi kimia. Contohnya adalah reaksi fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan hijau
b.
Helioelectrical Merupakan proses konversi energi matahari menjadi energi listrik. Contohnya adalah perubahan energi matahari oleh panel surya. Adapun proses penggunaannya yaitu dengan menyerap energi matahari untuk mengisi baterai yang ada, lalu kemudian menggunakan energi di baterai tersebut ketika cahaya matahari sedang tidak ada.
c.
Heliothermal Merupakan proses penyerapan energi matahari untuk keperluan tertentu, misalnya untuk memanaskan air seperti yang terjadi pada alat kolektor cahaya matahari (solar collector).
2. Air
Air merupakan zat yang sangat melimpah. Jumlahnya diperkirakan mencapai 1,4 triliun kilometer kubik dan menutupi hampir 71% permukaan bumi. Air mengalami pergerakan dalam bentuk siklus yang dinamakan siklus hidrologi. Tahapan daur hidrologi terdiri dari 4 tahapan berbeda, yaitu penyimpanan (storage), penguapan (evaporation), presipitasi (precipitation), dan air larian atau limpasan permukaan (runoff). Air dapat dijadikan sumber energi dengan memanfaatkan energi potensialnya. Air dengan jumlah yang banyak akan memiliki tekanan dan energi yang besar. Lalu energi potensial yang ada akan diubah menjadi energi kinetik, sehingga dalam pemanfaatannya dapat digunakan untuk memutar turbin generator. Dalam berbagai pembangkit listrik juga, air seringkali digunakan dengan cara diubah menjadi uap bertekanan tinggi dengan cara dipanaskan. 3. Angin
Angin adalah udara yang bergerak sebagai akibat adanya rotasi bumi dan perbedaan tekanan udara. Dengan arti lain bahwa angin merupakan salah satu fenomena yang terjadi akibat pemanasan dan konveksi udara. Angin terjadi karena pemuaian molekul-molekul udara setelah terkena energi panas matahari. Udara yang memuai akan menjadi lebih ringan, sehingga akan bergerak naik. Ruang yang ditinggalkan oleh udara panas tadi, dengan segera akan mengalami penurunan tekanan, sehingga udara dingin di sekitarnyaakan mengalir menuju ke tempat yang bertekanan rendah tersebut. Energi dari angin ini sangat ramah lingkungan karena tidak melakukan pembakaran seperti pada energi dari fosil. Selain itu, biaya pembuatannya juga sangat murah. Sehingga keuntungan yang didapatkan relatif besar. Akan tetapi, energi dari angin ini sangat bergantung kepada iklim. Sehingga kestabilannya cenderung rendah. 4. Panas Bumi
Panas Bumi adalah sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap air, dan batuan bersama mineral ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem Panas Bumi dan untuk pemanfaatannya diperlukan proses penambangan. Panas bumi antara lain disebabkan oleh aktivitas tektonik bumi, panas matahari yang diserap oleh bumi, peluruhan elemen radioaktif di bawah permukaan bumi, panas yang dilepaskan oleh logam-logam berat karena tenggelam ke dalam pusat bumi, dan efek elektromagnetik yang dipengaruhi oleh medan magnet bumi. Panas bumi merupakan energi yang ramah lingkungan dan dapat diandalkan. Karena selain tidak menghasilkan pembakaran, panas bumi selalu tersedia di alam. Akan tetapi, panas bumi hanya bisa dimanfaatkan pada tempat-tempat tertentu. Yaitu pada daerah dekat lempeng tektonik.
5. Biomassa
Biomassa adalah jenis bahan bakar yang dibuat dengan mengkonversi bahan biologis seperti tanaman.Bahan organik juga dapat diperoleh dari hewan dan mikroorganisme. Biomassa merupakan energi yang bersumber dari bahan-bahan alami seperti kayu, limbah pertanian, perkebunan, hutan, komponen organik dari industri dan rumah tangga serta kotoran hewan dan manusia. Biomassa dikenal sebagai zero CO2 emission, dengan kata lain tidak menyebabkan akumulasi CO2 di atmosfer. Seperti diketahui, tumbuhan memproduksi makanan dengan bantuan sinar matahari melalui proses fotosintesis. Energi ini lantas ditransfer ke hewan dan manusia saat mereka mengkonsumsi tumbuhan. Biomassa, yang terutama terdiri dari tumbuhan, mampu memberikan sejumlah besar energi yang digunakan untuk berbagai keperluan. Saat tidak dikonsumsi oleh hewan, tumbuhan lantas dipecah atau dimetabolisme oleh mikroorganisme untuk kemudian melepaskan karbon dioksida dan metana kembali ke atmosfer. Hal tersebut merupakan proses berkesinambungan yang berkontribusi pada siklus karbon. Contoh energi biomassa Seperti disebutkan sebelumnya, biomassa adalah bentuk energi terbarukan karena diperoleh dari sumber-sumber yang dapat diproduksi lagi. Hal ini karena sumber utama biomassa (tumbuhan) berlimpah di alam dan dapat terus tumbuh, serta limbahnya (dalam bentuk daun kering, cabang mati, dll) tersedia terus-menerus. Berikut adalah berbagai contoh sumber energi biomassa: 1.
Limbah pertanian Sejumlah limbah pertanian dapat digunakan untuk produksi energi biomassa. Berbagai limbah tersebut diantaranya adalah jerami, ampas tebu, kotoran ternak, serta kotoran unggas yang bisa digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan panas dan listrik.
2.
Biogas Biogas diproduksi melalui pemecahan bahan organik seperti kotoran manusia, material tanaman, pupuk kandang, dll. Semua bahan organik tersebut diuraikan melalui proses fermentasi dengan bantuan mikroorganisme anaerobik untuk menghasilkan karbon dioksida dan metana. Gas yang dihasilkan lantas digunakan untuk bahan bakar seperti menyalakan kompor, digunakan sebagai pemanas, atau untuk membangkitkan listrik.
3.
Tanaman energi Terdapat juga sejumlah tanaman energi yang ditanam secara komersial sebagai sumber energi. Tanaman ini dibudidayakan dalam skala besar dan diproses untuk menghasilkan bahan bakar. Berbagai tanaman sumber energi ini diantaranya adalah jagung, kedelai, rami, serta gandum.Produk bahan bakar yang dihasilkan meliputi butanol, etanol, metanol, propanol, serta biodiesel.
4.
Kayu Kayu dibakar sebagai bahan bakar di banyak tempat di seluruh dunia. Kayu dianggap sebagai bentuk sederhana dari biomassa. Energi yang dilepaskan oleh pembakaran kayu digunakan untuk memasak, untuk menghasilkan panas, dll. Kayu juga digunakan untuk produksi listrik pada skala besar seperti dalam kasus pembangkit listrik tenaga uap. Hanya
saja, pembakaran kayu disertai dengan emisi sejumlah besar karbon dioksida ke udara yang merupakan gas rumah kaca. Untuk menyeimbangkan polusi, lebih banyak pohon harus ditanam sehingga mampu menyerap kelebihan karbon dioksida dari a tmosfer. B. SUMBER ENERGI TAK TERBARUKAN
Yang dimaksud energi tak terbarukan adalah sumber energi tersebut tidak tersedia secara terus menerus, tidak kerkesinambungan, dan pada saatnya sumber energi tersebut akan habis. Yang digolongkan ke dalam jenis ini adalah sumber energi fosil seperti minyak bumi dan batubara. Kekurangan lain dari energi fosil ini adalah, harganya yang semakin melambung tinggi dari waktu ke waktu seiring bertambahnya populasi manusia. Selain itu energi fosil ini dianggap tidak bersahabat terhadap lingkungan. Hasil pembakarannya sangat mencemari lingkungan. Dengan alasan ketiga kekurangan ini orang pun berlomba-lomba mencari sumber energi alternatif yang tidak memiliki kekurangan seperti energi fosil tersebut di atas, yaitu: tersedia terus-menerus, harga yang stabil, dan bersahabat terhadap lingkungan. 1. Sumber Energi dari Fosil Makhluk Hidup
Sumber energi yang satu ini tak lain berasal dari timbunan makhluk hidup yang telah mati lalu terkubur di bawah tanah sampai jutaan tahun, adapun contohnya adalah batu bara dan minyak bumi. Dan beberapa dalam bentuk gas alam. Sumber energi dari fosil adalah sumber energi yang paling banyak digunakan saat ini. Yaitu sekitar 82% dari seluruh penggunaan energi dunia. Ini karena jumlahnya yang besar dan stabilitas dari penggunaannya. 2. Sumber Energi dari Mineral Alam
Mineral adalah suatu bahan alam yang mempunyai sifat-sifat fisis dan kimia tertentu. Mineral alam dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi setelah melewati berbagai tahapan yang sangat lama. Adapun contohnya adalah unsur uranium yang dapat menghasilkan sebuah energi nuklir. C. PEMBANGKIT LISTRIK TERBARUKAN 1.
Pembangkit Listrik Tenaga Surya Untuk menghasilkan listrik dari cahaya diperlukan sebuah proses yang dikenal sebagai
proses fotoelektrik. Proses fotoelektrik ini dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu: a.
Fotoemisivitas, adalah proses pemancaran elektron dari suatu bahan ketika bahan tersebut berinteraksi dengan cahaya.
b.
Fotokonduktivitas, adalah peristiwa peningkatan arus listrik yang mengalir melalui suatu bahan konduktor ketika bahan tersebut dikenai cahaya.
c.
Efek Fotovoltaik, adalah proses yang terjadi keika cahaya jatuh ke bidang batas dua buah bahan yang menyebabkan elektron-elektron dipindahkan dari satu bahan ke bahan lainnya.
Akibat dari perpindahan elektron, maka ada satu bahan menjadi kekurangan elektron (bermuatan positif), sedangkan bahan lain kelebihan elektron (bermuatan negatif), sehingga terbentuklah sambungan positif-negatif yang akan menghasilkan gaya gerak listrik dan apabila dihubungkan ke suatu rangkaian maka akan mengalir arus listrik. Alat yang digunakan pada pembangkit listrik tenaga surya adalah panel sel surya. Panel surya akan menyerap energi dari matahari dan mengubahnya menjadi listrik. Kemudian menyimpan energi listrik yang dihasilkan ke dalam baterai yang ada. Lalu energi listrik yang tersimpan dalam baterai dapat langsung digunakan untuk menggunakan berbagai macam peralatan listrik. Secara sederhana dapat digambarkan seperti gambar berikut:
Gambar 11.1 Ilustrasi Pembangkit Listrik tenaga surya Teknologi ini cukup canggih dan keuntungannya adalah harganya murah, bersih, mudah dipasang dan dioperasikan dan mudah dirawat. Sedangkan kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan energi surya fotovoltaik adalah investasi awal yang besar dan harga per kWh listrik yang dibangkitkan relatif tinggi, karena memerlukan subsistem yang terdiri atas baterai, unit pengatur dan inverter sesuai dengan kebutuhannya. Cara kerja sel surya adalah dengan memanfaatkan teori cahaya sebagai partikel. Sebagaimana diketahui bahwa cahaya baik yang tampak maupun yang tidak tampak memiliki dua buah sifat yaitu dapat sebagai gelombang dan dapat sebagai partikel yang disebut dengan photon. Penemuan ini pertama kali diungkapkan oleh Einstein pada tahun 1905. Untuk memenuhi kebutuhan listrik perumahan, listrik dalam baterai yang masih dalam bentuk arus searah (DC) serta mempunyai tegangan yang kecil (12V) harus lah dirubah dahulu menyesuaikan dengan spesipikasi listrik perumahan yaitu dalam bentuk arus bolak balik 220 Volt menggunakan Inverter. Untuk pengaturan traffic light ada baiknya menggunakan teknologi ini dengan beban lampu menggunakan LED sehingga didapatkan pemakaian listrik yang hemat serta bebas pemadaman jika terjadi gangguan pada jaringan PLN . Dengan menggunakan teknologi ini berarti beban akan penggunaan energi fosil dapat berkurang dan yang lebih penting ramah terhadap lingkungan. 2.
Pembangkit Listrik Tenaga Air PLTA adalah salah satu pembangkit yang memanfaatkan aliran air untuk diubah menjadi
energi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan ini biasa disebut sebagai hidroelektrik. Saat ini,
sekitar 20% konsumsi listrik dunia dipenuhi dari Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). Di Indonesia saja terdapat puluhan PLTA, seperti : PLTA Singkarak (Sumatera Barat), PLTA Gajah Mungkur (Jawa Tengah), PLTA Karangkates (Jawa Timur), PLTA Riam Kanan (Kalimantan Selatan), dan PLTA Larona (Sulawesi Selatan). Pembangkit listrik ini bekerja dengan cara merubah energi air yang mengalir (dari bendungan atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan dari energi mekanik menjadi energi list rik (dengan bantuan generator).
Komponen PLTA yang paling konvensional mempunyai empat komponen utama sebagai berikut : a.
Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi jatuh air. Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan energi.
b.
Turbin, gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin merubah energy kenetik yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energy mekanik.
c.
Generator, dihubungkan dengan turbin melalui gigi-gigi putar sehingga ketika balingbaling turbin berputar maka generator juga ikut berputar. Generator selanjutnya merubah energy mekanik dari turbin menjadi energy elektrik. Generator di PLTA bekerja seperti halnya generator pembangkit listrik lainnya.
d.
Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energy listrik dari PLTA menuju rumah-rumah dan pusat industri. Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah generator yang dihubungkan ke
turbin yang digerakkan oleh energi kinetik dari air. Namun, secara luas, pembangkit listrik tenaga air tidak hanya terbatas pada air dari sebuah waduk atau air terjun, melainkan juga meliputi pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air dalam bentuk lain seperti tenaga ombak.
Cara kerjanya adalah:Gambar 11.2 Ilustrasi Pembangkit Listrik tenaga Air a.
Pertama-tama, ada air yang masuk dari sungai/ waduk/ bisa juga disebut dengan tandon ke turbin melalui suatu alat yang dinamakan penstock. Kemudian ada suatu katup pengaman yang berguna untuk memberikan atau mengatur aliran air dari tempat semula dan masuk ke headrace di tunnel yang berfungsi juga untuk menghentikan aliran dari air tersebut.
b.
Kedua, energi yang dihasilkan dari air potensial tersebut mampu menggerakkan turbin dan menghasilkan suatu energi gerak yang dikonversikan juga menjadi energi listrik oleh bantuan generator. Cara kerja pembangkit listrik tenaga air sederhana yang selanjutnya yaitu energi listrik dari generator tersebut kemudian diatur lalu ditransfer dengan alat yang dinamakan main transformer supaya sesuai dengan kapasitas dari transmission line yang meliputi tegangan, daya dan lainya untuk didistribusikan ke rumah-rumah warga
3.
Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTA) adalah pembangkit listrik yang mengandalkan energi kinetik angin sebagai penghasil listrik. Pembangkit ini dapat mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Sistem pembangkitan listrik menggunakan angin sebagai sumber energi merupakan sistem alternatif yang sangat berkembang pesat, mengingat angin merupakan salah satu energi yang tidak terbatas di alam. Pemanfaat energi angin menjadi listrik di Indonesia telah dilakukan seperti pada Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTBayu) Samas di Bantul, Yogyakarta.
Gambar 11.3 Ilustrasi Pembangkit Listrik tenaga Angin
Cara kerjanya sederhana. Angin akan memutar turbin angin. Lalu putaran yang dihasilkan akan diteruskan untuk memutar rotor pada generator di bagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik. Lalu energi listrik yang dihasilkan akan disimpan dahulu di dalam baterai sebelum bisa digunakan. Kelemahan PLTA adalah ketidakstabilan energi yang dihasilkan. Karena PLTA sangat bergantung kepada iklim. 4.
Energi panas bumi Indonesia merupakan salah satu negara di dunia yang kaya akan energi panas bumi, hal
ini karena Indonesia mempunyai banyak gunung berapi aktif . Namun pemanfaatannya masih terkendala pada teknologi eksploitasi yang hanya dapat menjangkau di sekitar lempeng tektonik. Panas bumi merupakan energi yang ramah lingkungan dan dapat diandalkan. Karena selain tidak menghasilkan pembakaran, panas bumi selalu tersedia di alam. Akan tetapi, panas
bumi hanya bisa dimanfaatkan pada tempat-tempat tertentu. Yaitu pada daerah dekat lempeng tektonik. Dan biaya pemasangannya cukup mahal. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) yang dimiliki Indonesia antara lain: PLTP Sibayak di Sumatera Utara, PLTP Salak (Jawa Barat), PLTP Dieng (Jawa Tengah), dan PLTP Lahendong (Sulawesi Utara). Cara kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)
Gambar 11.4 Ilustrasi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Pada prinsipnya PLTP merupakan Pembangkit listrik tenaga uap seperti pada umumnya. Hanya untuk PLTP ini uap yang digunakan bukan berasal dari boiler tetapi uap berasal dari dapur di dalam perut bumi. Secara sederhana cara kerja PLTP dapat diga mbarkan sebagai berikut a.
Air disuntikan kedalam perut bumi dimana terdapat sumber panas alami melalui injektor.
b. Air akan mengalami pemanasan dan menjadi uap bertekanan dan keluar melalui sumur produksi. c.
Uap yang keluar masih mengandung air sehingga harus dilakukan pemisahan antara uap dan air pada separator.
d. Dari sini uap kering akan menuju turbin dan selanjutnya menjalankan generator untuk digunakan sebagai pembangkit listrik, sedangkan airnya akan menuju kembali kedalam injektor. e. Setelah uap menyelesaikan tugasnya menggerakan turbin maka akan menuju kondensor untuk dijadikan air kembali. Air dari kondensor akan didinginkan pada tangki pendingin melalui sistim pendinginan udara untuk selanjutnya air dapat di injeksikan kembali pada sumur injeksi. f.
Selain itu panas bumi juga dapat dimanfaatkan langsung dengan menghubungkannya menggunakan pipa ke tempat-tempat tertentu. Bisa sebagai penghangat ruangan, pemanas air, atau mencairkan es di jalan.
5.
Biomassa Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa merupakan pembangkit listrik dengan energi yang
bersumber dari bahan-bahan alami seperti kayu, limbah pertanian, perkebunan, hutan, komponen organik dari industri dan rumah tangga serta kotoran hewan dan manusia.
Gambar 11.5 Ilustrasi Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa Pembangkit listrik tenaga biomassa di sini tetap masih menggunakan air. Air yang digunakan dalam siklus ini disebut air demin, yakni air yang mempunyai kadar conductivity (Kemampuan untuk menghantarkan listrik) sebesar 0.2 μs (mikro siemen).
Sebagai
perbandingan air mineral yang kita minum sehari-hari mempunyai kadar conductivity Sekitar 100 – 200 us. Untuk mendapatkan air demin ini, setiap sistem biasanya dilengkapi dengan Desalination Plant dan Demineralization Plant yang berfungsi untuk memproduksi air demin ini. Tapi disini tidak dibahas tentang Desalination Plant maupun Demineralization Plant. Jika kita melihat proses memasak air, maka secara sederhana itulah bagaimana siklus pada pembangkit tenaga biomassa ini. Air dimasak hingga menguap dan uap ini lah yang digunakan untuk memutar turbin dan generator yang nantinya akan menghasilkan energi listrik. a.
Pertama-tama air demin ini berada di sebuah tempat bernama Hotwell.
b.
Dari Hotwell, air mengalir menuju Condensate Pump untuk kemudian dipompakan menuju dearator. Lokasi hotwell dan condensate pump terletak di lantai paling dasar dari pembangkit atau biasa disebut Ground Floor. Sedangkan letak dearator yang akan dituju oleh si air ini berada di lantai atas (tetapi bukan yang paling atas).
c.
Di dearator air akan mengalami proses pelepasan ion-ion mineral yang masih tersisa di air dan tidak diperlukan seperti Oksigen dan lainnya. Agar proses pelepasan ini berlangsung sempurna, suhu air harus memenuhi suhu yang disyaratkan. Oleh karena itulah selama perjalanan menuju Dearator, air mengalamai beberapa proses pemanasan oleh peralatan yang disebut LP (Low Pressure) Heater.
d.
Dari dearator, air turun kembali ke Ground Floor.
e.
Sesampainya di Ground Floor, air langsung dipompakan oleh Boiler Feed Pump / BFP (Pompa air pengisi) menuju Boiler atau tempat “memasak” air. Bisa dibayangkan Boiler ini
seperti panci, tetapi panci berukuran raksasa. Air yang dipompakan ini adalah air yang bertekanan tinggi, karena itu syarat agar uap yang dihasilkan juga bertekanan tinggi. Karena itulah pada sistem ini dearator dibuat berada di lantai atas dan BFP berada di lantai dasar. Karena dengan meluncurnya air dari ketinggian membuat air menjadi bertekanan tinggi. Sebelum masuk boiler air mengalami beberapa proses pemanasan di HP (High Pressure) Heater. f.
Setelah itu barulah air masuk boiler yang letaknya berada di lantai atas. Di Boiler inilah terjadi proses memasak air agar menjadi uap. Untuk memasak air diperlukan api. Dan untuk membuat api diperlukan udara panas dan bahan bakar. Bahan bakar di sini tentu saja menggunakan biomassa yang berasal dari bahan-bahan alami seperti kayu, limbah pertanian, perkebunan, hutan, komponen organik dari industri dan rumah tangga serta kotoran hewan dan manusia.Sedangkan udara di produksi oleh Force Draft Fan (FD Fan). FD Fan mengambil udara luar untuk membantu proses pembakaran di boiler. Dalam perjalananya menuju boiler, udara tersebut dinaikkan suhunya oleh air heater (pemanas udara) agar proses pembakaran bisa terjadi di boiler.
g.
Setelah terjadi pembakaran, air mulai berubah wujud menjadi uap. Namun uap hasil pembakaran ini belum layak untuk memutar turbin, karena masih berupa uap jenuh atau uap yang masih mengandung kadar air. Kadar air ini berbahaya bagi turbin, karena dengan putaran hingga 3000 rpm, setitik air sanggup untuk membuat sudut-sudut turbin menjadi terkikis.
h.
Untuk menghilangkan kadar air itu, uap jenuh tersebut di keringkan di super heater sehingga uap yang dihasilkan menjadi uap kering.
i.
Uap kering ini yang digunakan untuk memutar turbin.
j.
Turbin berputar, otomastis generator akan berputar, karena berada pada satu poros.
k.
Generator inilah yang menghasilkan energi listrik. Pada generator terdapat medan magnet raksasa. Perputaran generator menghasilkan beda potensial pada magnet tersebut. Beda potensial inilah cikal bakal energi listrik. Energi listrik itu dikirimkan ke trafo untuk dirubah tegangannya dan kemudian disalurkan melalui saluran transmisi PLN.
l.
Uap kering yang digunakan untuk memutar turbin akan turun kembali ke lantai dasar. Uap tersebut mengalami proses kondensasi didalam kondensor sehingga pada akhirnya berubah wujud kembali menjadi air dan masuk kedalam hotwell.
Keuntungan pembangkit listrik tenaga biomassa: a.
Biomassa merupakan energi terbarukan.
b.
Biomassa dikenal sebagai zero CO2 emission, dengan kata lain tidak menyebabkan akumulasi CO2 di atmosfer.
c.
Biomassa merupakan energi yang ramah lingkungan.
Kekurangan pembangkit listrik tenaga biomassa a.
Memerlukan tempat yang luas dalam pengoperasiannya, karena mengingat jumlah biomassa yang diperlukan dan juga tempat p enyimpanannya.
b. Memerlukan boiler yang lebih besar dibanding dengan tenaga lainnya, yang tentunya juga memakan biaya yang lebih besar pula dalam pembuatan boiler.
D.
PEMBANGKIT LISTRIK TAK TERBARUKAN 1.
Pembangkit Listrik Tenaga Uap Batu Bara
Seperti kita ketahui bahwa PLTU batu bara merupakan jenis pembangkit terbesar yang dikembangkan oleh pemerintah Indonesia (PLN) untuk mengatasi kekurangan pasokan listrik dan untuk mengurangi ketergantungan BBM pada PLTD (Diesel). Initercermin pada program percepatan listrik nasional tahap pertama dan kedua, walaupun porsinya dikurangi di tahap kedua. Prinsip kerja PLTU batubara secara umum dapat dilihat pada gambar diatas, silahkan klik gambar untuk memperjelas atau memperbesarnya.
Gambar 11.6 Ilustrasi Pembangkit Listrik Tenaga Uap Batu Bara Keterangan gambar :
1.
Cooling
tower
17.
pump
18.
phase
19.
3-phase
20.
3-phase
21.
pressure
turbine
22.
feed
pump
23.
Condenser
24.
9. Intermediate pressure turbine
25.
10.
Steam
26.
11.
High
2.
Cooling
water
3.
Transimission
line
4. 5. 6. 7.
Transformer Generator Low
Listrik
Boiler
8.
governor pressure
12. 13.
3
valve turbine
Deaerator Feed
heater
14.
Conveyor
batubara
15.
Penampung
batubara
16.
Pemecah
batubara
Tabung Penampung
Boiler abu
batubara Pemanas
Forced
draught
fan
Preheater combustion
air
intake
Economizer Air
preheater Precipitator
Induced
27. Cerobong
air
fan
Prinsip kerja PLTU batubara secara singkat adalah sebagai berikut :
1. Batubara dari luar dialirkan ke penampung batubara dengan conveyor (14) kemudian dihancurkan dengan the pulverized fuel mill (16) sehingga menjadi tepung batubara. 2. Kemudian batubara halus tersebut dicampur dengan udara panas (24) oleh forced draught fan (20) sehingga menjadi campuran udara panas dan bahan bakar (batu bara). 3. Dengan tekanan yang tinggi, campuran udara panas dan batu bara disemprotkan kedalam Boiler sehingga akan terbakar dengan cepat seper ti semburan api. 4. Kemudian air dialirkan keatas melalui pipa yang ada dinding Boiler, air tersebut akan dimasak dan menjadi uap, dan uap tersebut dialirkan ke tabung boiler (17) untuk memisahkan uap dari air yang terbawa. 5. Selanjutnya uap dialirkan ke superheater(19) untuk melipatgandakan suhu dan tekanan uap hingga mencapai suhu 570°C dan tekanan sekitar 200 bar yang meyebabkan pipa ikut berpijar merah. 6. Uap dengan tekanan dan suhu yang tinggi inilah yang menjadi sumber tenaga turbin tekanan tinggi (11) yang merupakan turbin tingkat pertama dari 3 tingkatan. 7. Untuk mengatur turbin agar mencapai set point, kita dapat menyeting steam governor valve (10) secara manual maupun otomatis. 8. Suhu dan tekanan uap yang keluar dari Turbin tekanan tinggi (11) akan sangat berkurang drastis, untuk itu uap ini dialirkan kembali ke boiler re-heater (21) untuk meningkatkan suhu dan tekanannya kembali. 9. Uap yang sudah dipanaskan kembali tersebut digunakan sebagai penggerak turbin tingkat kedua atau disebut turbin tekanan sedang (9), dan keluarannya langsung digunakan untuk menggerakkan turbin tingkat 3 atau turbin tekanan rendah (6). 10. Uap keluaran dari turbin tingkat 3 mempunyai suhu sedikit diatas titik didih, sehingga perlu di alirkan ke condensor (8) agar menjadi air untuk dimasak ulang. 11. Air tersebut kemudian dialirkan melalui deaerator (12) oleh feed pump (7) untuk dimasak ulang. awalnya dipanaskan di feed heater (13) yang panasnya bersumber dari high pressure set, kemudian ke economiser (23) sebelum di kembalikan ke tabung boiler(17). 12. Sedangkan Air pendingin dari condensor akan di semprotkan kedalam cooling tower (1) , dan inilah yang meyebabkan timbulnya asap air pada cooling tower. kemudian air yang sudah agak dingin dipompa balik ke condensor sebagai air pendingin ulang. 13. Ketiga turbin di gabung dengan shaft yang sama dengan generator 3 phase (5), Generator ini kemudian membangkitkan listrik tegangan menengah ( 20-25 kV). 14. Dengan menggunakan transformer 3 phase (4) , tegangan dinaikkan menjadi tegangan tinggi berkisar 250-500 kV yang kemudian dialirkan ke sistem transmisi 3 phase. 15. Sedangkan gas buang dari boiler di isap oleh kipas pengisap(26) agar melewati electrostatic precipitator (25) untuk mengurangi polusi dan kemudian gas yg sudah disaring akan dibuang melalui cerobong (27) 2.
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
