OPTIMALISASI PERENCANAAN ENERGI BERKELANJUTAN

Transkripsi

1 OPTIMALISASI PERENCANAAN ENERGI BERKELANJUTAN TESIS Oleh AWALUDIN FITRA /MT FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

2 OPTIMALISASI PERENCANAAN ENERGI BERKELANJUTAN TESIS Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Matematika pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Oleh Awaludin Fitra /MT FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

3 Judul Tesis : OPTIMALISASI PERENCANAAN ENERGI BERKELANJUTAN Nama Mahasiswa : Awaludin Fitra Nomor Pokok : Program Studi : Magister Matematika Menyetujui, Komisi Pembimbing (Prof. Dr. Tulus, M.Si ) Ketua (Dr. Sutarman M.Sc) Anggota Ketua Program Studi, Dekan, (Prof. Dr. Herman Mawengkang) (Dr. Sutarman, M.Sc) Tanggal lulus: 5 Juni 2013

4 Telah diuji pada Tanggal 5 Juni 2013 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Tulus M.Si Anggota : 1. Dr. Sutarman, M.Sc 2. Prof. Dr. Saib Suwilo, M.Sc 3. Dr. Marwan Ramli, M.Si

5 PERNYATAAN OPTIMALISASI PERENCANAAN ENERGI BERKELANJUTAN TESIS Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing dituliskan sumbernya Medan, Juni 2013 Penulis, Awaludin Fitra i

6 ABSTRAK Dunia telah depenuhi dengan masalah global warning yang merujuk ke masalah ketidakefisien energi. Dalam penelitian ini, peneliti akan menggunakan model dasar dari pemodelan oprimisasi aliran energi untuk mengevaluasi produksi Distributed Gene- ration dan perlakuan di dalam pengefisienan energi. Tujuan dari metodologi yang dilakukan adalah mengekploitasi sumber energi utama, sumber daya dan engergi pemanasan, bahan bakar dan area terakhir yang digunakan. Kerangka model telah dimasukkan ke dalam penjelasan dari DG dan pengembangan pengefisian energi. Selanjutnya sebuah dekripsi mendetail dari sumber daya di hadirkan untuk mengatur penghematan energi di sektor umum dengan masalah masalh yang umum. Dengan tujuan untuk mengurangi efek terhadap lingkungan dan biaya operationa, proses optimisasi berikut memberikan pengaturan generasi yang layak diantaranya adalah generasi perluasan dan DG and pengoptimalan difusi dari teknologi pengefisienan energi. Kata kunci: Optimisasi, Perencanaan energi, Distributed Generation (DG), Model. ii

7 ABSTRACT The world is plaqued with global warming problem due to energy inefficiency. In this paper we address a model based on energy how optimisation model for evaluating the contribution of distributed-generation (DG) production and energyef?ciency actions. The proposed methodology details exploitation of primary energy sources, power and heat generation, emissions and end-use sectors. The model framework has been enhanced to include a description of DG contributions and energy-ef?ciency improvements. In particular, a detailed description of the power grid has been made to take account of different voltage levels in electricity production and energy demand. The presence of mandatory energy-saving targets in the civil sector is considered under suitable constraints. By aiming to reduce environmental impact and operational costs, the following optimisation process provides feasible generation settlements between large-scale generation and DGs, and optimal diffusion of energy-efficiency technologies. Keyword: Optimization, Energy planning, Distributed generation, Modeling iii

8 KATA PENGANTAR Syukur Allhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, yang telah menitipkan ilmu serta melimpahkan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul: Optimalisasi Perencanaan Energi Berkelanjutan. Dan tidak lupa salawat dan salam kepada junjungan Nabi Muhammad SAW, beserta keluarga dan sahabatnya. Tesis ini merupakan salah satu persyaratan penyelesaian studi program studi Magister Matematika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(CTM), Sp.A(K) selaku Rektor. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti Program Magister Matematika di FMIPA Universitas Sumatera Utara, dan juga sebagai pembimbing-ii pada penulisan tesis ini yang berkat dorongan dan bantuan beliau sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Bapak Prof. Dr. Herman Mawengkang, Ketua Program Studi Magister Matematika FMIPA. Bapak Prof. Dr. Saib Suwilo, M.Sc, selaku Sekretaris Program Studi Magister Matematika FMIPA dan juga sebagai Pembanding- II yang memberikan saran dan kritik dalam penyempurnaan tesis ini. Bapak Prof. Dr. Tulus, M.Si, Pembimbing-I yang telah memberikan bimbingan, arahan dan ilmu pengetahuan dalam menyelesaikan tesis ini. Bapak Dr. Marwan Ramli, M.Si, Pembanding-II yang memberikan saran dan kritik dalam penyempurnaan tesis ini. Bapak / Ibu Dosen Program Studi Magister Matematika FMIPA Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmunya selama masa perkuliahan. iv

9 Ibu Misiani, S.Si, staf administrasi Program Studi Magister Matematika FMI- PA yang banyak membantu proses administrasi. Ucapan terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-tingginya penulis ucapkan kepada ayahanda dan Ibunda Drs. Khalidin Musa dan Sinarwaty serta Istri tercinta Mira Gustina yang telah mencurahkan kasih sayang dan dukungan moril dan material kepada penulis. Terima kasih juga kepada adik-adik penulis M. Fauzi Ridwan, Amd, Farid Akhsani, S.Si, Nuruddin Iksan, Rahmad Natsir dan buat seluruh keluarga yang telah membantu, memberikan semangat dan dorongan kepada penulis hingga penulisan tesis ini selesai. Rekan-rekan mahasiswa Program Studi Magister Matematika FMIPA Universitas Sumatera Utara khususnya angkatan reguler tahun 2011 ganjil, dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu pada tesis ini. Semoga Allah SWT membalas segala kebaikan dan bantuan yang telah diberikan. Medan, Juni 2013 Penulis, Awaludin Fitra v

10 RIWAYAT HIDUP Awaludin Fitra lahir di Medan tanggal 18 Juli Ayah bernama Drs. Khalidin Musa dan Ibu Sinarwati, merupakan anak pertama dari lima bersaudara. Tahun 1989 masuk Sekolah Dasar di SD Kemala Bhayangkari 1 Medan dan lulus tahun Tahun 1995 melanjutkan pendidikan ke Sekolah Menengah Pertama di SLTP Kemala Bhayangkari 1 Medan, lulus tahun Tahun 1998, melanjutkan pendidikan Sekolah Menengah Umum di SMU Kemala Bhayangkari 1 Medan, lulus tahun Pada Tahun 2003 melanjutkan ke perguruan tinggi Jurusan Matematika, Program Studi Pendidikan Matematika, FMIPA Universitas Negeri Medan dan lulus pada tahun Tahun 2011, penulis berkesempatan untuk melajutkan Program Magister pada Program Studi Magister Matematika FMIPA. Menikah dengan Mira Gustina pada tanggal 17 Februari Dan sekarang mengajar bidang studi matematika di SMP Kemala Bhayangkari 1 Medan. vi

11 DAFTAR ISI Halaman PERNYATAAN ABSTRAK ABSTRACT KATA PENGANTAR RIWAYAT HIDUP DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR i ii iii iv vi vii x xi BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metode Penelitian 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Defenisi Distributed Generation (DG) Distributed Generation Teknologi DG di Indonesia Sejarah perkembangan DG Aplikasi teknologi DG Teknologi DG yang Dapat Dikembangkan di Indonesia Pembangkit listrik tenaga mikrohidro 7 vii

12 2.4.2 Teknologi bahan bakar nabati Pembangkit listrik tenaga biomassa Pembangkit listrik tenaga surya Pembangkit listrik tenaga angin Pembangkit listrik tenaga pasang surut Pembangkit listrik tenaga panas bumi Pemasangan (Interkoneksi) DG Sumber energi utama Power converter Sistem interface dan peralatan proteksi Keuntungan Distributed Generation Perencanaan Energi Energi Terbarukan Teknologi Energi Terbarukan di Indonesia Panas bumi Mikrohidro Surya Biomassa Tenaga air Model Optimasi 24 BAB 3 PROGRAM INTEGER Program Linear Program Integer Metode Solusi Dalam Integer Programming Pendekatan Pembulatan Pendekatan Grafik 30 viii

13 3.5 Pendekatan Gomory (Cutting Plane Algoritm) Kendala Gomory dalam(pure Integer Programming) Metode Branch dan Bound 31 BAB 4 MODEL OPTIMALISASI ENERGI BERKELANJUTAN Energi Perencanaan Prosedur Optimasi 35 BAB 5 KESIMPULAN Kesimpulan 42 DAFTAR PUSTAKA 44 ix

14 DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman 2.1 Data kapasitas dan rating DG Solusi integer optimum Optimum masalah liniear programming 31 x

15 DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman 2.1 Interkoneksi DG 13 xi