MAKALAH PEMBANGKIT LISRIK TENAGA UAP

Transkripsi

1 MAKALAH PEMBANGKIT LISRIK TENAGA UAP Oleh IRHAS MUFTI FIRDAUS YULIA REZKY SAFITRI HARDIANA MUH SYIFAI PIRMAN PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG

2 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU) A. Latar Belakang Berdirinya PLTU Padamnya listrik di suatu daerah merupakan pertanda bahwa pasokan listrik dalam sistem interkoneksi sudah tidak mampu lagi memenuhi kebutuhan listrik masyarakat dan industri yang terus meningkat yang diakibatkan gangguan dan penurunan produksi listrik dari beberapa pembangkit listrik besar sepanjang 2007 sampai sekarang yang masih terkonsentrasi di wilayah Jawa-Bali yang menyerap sekitar 77% kebutuhan listrik. Ditambah dengan harga BBM yang melonjak, maka upaya lebih menggiatkan penggunaan energi alternatif non-bbm di Indonesia di sektor pembangkitan listrik tidak dapat ditawar-tawar lagi, agar masyarakat tidak terancam ketahanan ekonomi dan keamanannya, Indonesia harus meningkatkan pemanfaatan sumber daya energi primer yang cadangannya lebih besar seperti gas dan batu bara. Pemanfaatan energi alternatif untuk pembangkit listrik layak secara teknis dan ekonomis. Pemanfaatannya bisa dimulai dari skala kecil mulai dari listrik pedesaan, khususnya di luar Jawa. Hal ini dapat dilakukan oleh pihak swasta dan PLN dengan pola kemitraan sebagai salah satu alternatif untuk mengatasi keterbatasan dana. Peran minyak dunia memang akan digantikan oleh energi baru dan terbarukan sedangkan peran gas dan batu bararelatif stabil. B. Pengertian PLTU PLTU adalah singkatan dari Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Pembangkit ini memiliki alat pembakaran yang dinamakan dengan Boiler sehingga dihasilkan uap panas kering (steam) yang akan digunakan untuk memutar sudu-sudu turbin. Sudu-sudu turbin yang berputar akan memutar poros turbin yang terhubung langsung dengan poros generator, sehingga akan menghasilkan energi listrik. Seperti yang kita ketahui bahwa generator berfungsi untuk mengubah energi mekanik (poros turbin yang berputar) menjadi energi listrik yang nantinya akan disalurkan ke gardu induk melalui transformator.pltu pada umumnya menggunakan bahan bakar minyak dan batubara. PLTU yang menggunakan minyak sebagai bahan bakarnya memiliki gas buang yang relatif bersih dibandingkan dengan PLTU yang menggunakan batubara. PLTU batubara lebih cocok dipakai pada wilayah yang memiliki kandungan batubara yang banyak seperti daerah sumatera. 2

3 C. Sejarah PLTU Pada tahun 1831, setelah sebelas tahun melakukan percobaan, Michael Faraday dapat membuktikan prinsip pembangkitan listrik dengan induksi magnet. Dengan peragaan dijelaskan, bahwa bila kumparan atau penghantar memotong medan magnet yang berubahubah akan terinduksi suatu tegangan listrik padanya. Kini rancangan semua mesin listrik adalah didasarkan pada bukti nyata tersebut.kemudahan membangkitkan listrik secara induksi memunculkan perkembangan pembuatan dynamo dan pada tahun 1882 tersedia pasok listrik untuk publik di London. Pasokan ini diperoleh dari generator DC yang digerakkan dengan mesin bolak balik (reciprocating) yang di catu dengan uap dari boiler pembakaran manual. Permintaan tenaga listrik tumbuh berkembang dan pembangkit kecil muncul di seluruh negeri. Hal ini memberikan keinginan untuk bergabung agar menjadi ekonomis. Pada tahun 1878 generator pertama dibuat oleh Gramme, tetapi tidak menghasilkan listrik sampai tahun 1888 ketika Nikola Tesla memperkenalkan sistem banyak fasa (poly phase) medan berputar. Pada tahun 1882 Sir Charles Parson mengembangkan Turbin generator AC pertama dan pada 1901 dibuat generator 3 fasa 1500 kw untuk pusat pembangkit Neptune di Tyne Inggris.Inilah mesin awal dengan kumparan yang berputar didalam medan magnet, tetapi ternyata bahwa semakin besar output yang diinginkan akan lebih mudah mengalirkan arus listrik pada medan magnet berputar didalam kumparan yang diam atau stator. Rancangan mesin secara bertahap berkembang sehingga pada 1922, generator 20 MW yang berputar pada 3000 rpm beroperasi.sementara itu karena tuntutan permintaan kebutuhan rancangan unit pembangkit juga berkembang dan kapasitasnyapun meningkat sehingga dibentuk organisasi untuk mengoperasikan sistem transmisi interkoneksi yang disebut pusat penyaluran dan pengatur beban. 3

4 D. Prinsip Kerja PLTU PLTU menggunakan fluida kerja air uap yang bersirkulasi secara tertutup. Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang. Urutan sirkulasinya secara singkat adalah sebagai berikut : 1. Pertama air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan pemindah panas. Didalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil pembakaran bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap. 2. Kedua, uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu diarahkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran. 3. Ketiga, generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar menghasilkan energi listrik sebagai hasil dari perputaran medan magnet dalam kumparan. Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air. Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler. Demikian siklus ini berlangsung terus menerus dan berulangulang.putaran turbin digunakan untuk memutar generator yang dikopel langsung dengan turbin sehingga ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik dari terminal output generator.sekalipun siklus fluida kerjanya merupakan siklus tertutup, namun jumlah air dalam siklus akan mengalami pengurangan. Pengurangan air ini disebabkan oleh kebocoran kebocoran baik yang disengaja maupun yang tidak disengaja. Untuk mengganti air yang hilang, maka perlu adanya penambahan air kedalam siklus. Kriteria air penambah (make up water) ini harus sama dengan air yang ada dalam siklus. 4

5 E. Skema Proses Kerja PLTU 1. Air dari laut dipompa kemudian dialirkan melalui pipa dan masuk ke proses desalinasi. Dalam proses ini air laut yang mengandung garam-garam maka akan dipisahkan garamnya, sehingga air yang sudah didesalinasi tidak mengandung garam-garam. 2. Setelah air tidak mengandung garam maka air akan dipompa menuju tanki make up water tank. Setelah dari Make Up water tank kemudian air dipompa menuju Demin Water Tank. 3. Dari demin water tank maka air akan dipompa kemudian melewati kondensor,di dalam kondensor air yang berasal dari water demin tank kemudian akan bercampur dengan air yang berasal dari uap air sisa turbin. 4. Setelah air keluar dari kondensor kemudian air dipompa menuju LP Heater. LP Heater adalah Low Pressure Heater,fungsinya untuk memanaskan air supaya suhunya layak untuk dip roses di Daerator. 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). Daerator biasanya terletak di lantai atas PLTU,tapi bukan lantai yang paling atas. 5. Dari dearator, air turun kembali ke Ground Floor. 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 konstruksi PLTU membuat dearator berada di lantai atas dan BFP berada di lantai dasar. Karena dengan meluncurnya air dari ketinggian membuat air menjadi bertekanan tinggi. 5

6 6. Sebelum masuk boiler air mengalami beberapa proses pemanasan di HP (High Pressure) Heater. Setelah itu barulah air masuk boiler untuk dilakukan pemanasan lebih lanjut. 7. Setelah air masuk ke dalam Boiler maka air akan dipanaskan sampai terbentuk uap. Untuk menguapkan air tersebut maka dibutuhkan Boiler,boiler tersebut untuk menghasilkan api menggunakan bahan bakar,bahan bakar tersebut bisa berupa batu bara / minyak & gas. Untuk membantu proses pemanasan digunakan juga FDF ( Force Draft Fan),FDF akan menghisap udara luar,udara tersebut kemudian dipanaskan dan udara tersebut akan disemprotkan di sekitar boiler,sehigga pemanasan akan lebih optimum. Dari pemanasan tersebut akan terdapat sisa-sisa pembakaran yang berua gas,gas sisa tersebut akan dibuang melalui cerobong asap. 8. Setelah terbentuk uap,maka uap tersebut masih berupa uap jenuh,uap tersebut tidak akan kuat untuk menghasilkan turbin. Sebelumnya uap tersebut akan disimpan di dalam steam drum yang berfungsi sebagai penampungan uap air sebelum menuju super heater.supaya uap tersebut bisa menggerakan turbin sehinngga uap akan dialirakan menuju Super Heater. Dalam Super heater uap tersebut akan dihilangkan kadar airnya,sehingga uap tersebut benar-benar kering. Di dalam boiler juga terdapat economizer,economizer berfungsi untuk menyerap gas hasil pemanasan super heater yang akan digunakan untuk memanaskan air pengisi sebelum masuk ke main drum. 9. Setelah itu uap dari Super heater akan mengalir menuju HP Turbin dan kemudian menggerakan turbin tersebut,setelah itu sisa uap akan kembali menuju reheater dalam boiler untuk kembali dipanaskan supaya uapnya kuat untuk menggerakkan LP Turbin. 10. Setelah uap dari reheater maka uap akan menuju LP Heater dan menggeerakan turbin tersebut,karena poros-poros HP Turbin & LP Turbin terhubung ke Generator maka jika kedua turbin ikut berputar maka generator juga ikut berputar. Putaran generator inilah yang akan menghasilkan perbedaan potensial listrik yang kemudian menghasilkan listrik. Kemudian listrik akan ditampung dan kemudian akan disalurkan. 11. Dari LP Turbin masih terdapat sedikit sisa uap,dari sisa tersebut maka uap air akan dikondensasi oleh kondensor,sehingga akan menjadi cair kembali dan akan digunakan kembali dan ada yang dibuang kembali ke laut. 6

7 F. Kelebihan dan Kekurangan PLTU Dibanding jenis pembangkit lainnya PLTU memiliki beberapa keunggulan. Keunggulan tersebut antara lain : 1. Dapat dioperasikan dengan menggunakan berbagai jenis bahan bakar (padat, cair, gas). 2. Dapat dibangun dengan kapasitas yang bervariasi 3. Dapat dioperasikan dengan berbagai mode pembebanan 4. Kontinyuitas operasinya tinggi 5. Usia pakai (life time) relatif lama Namun PLTU mempunyai beberapa kelemahan yang harus dipertimbangkan dalam memilih jenis pembangkit termal. Kelemahan itu adalah : 1. Sangat tergantung pada tersedianya pasokan bahan bakar 2. Tidak dapat dioperasikan (start) tanpa pasok listrik dari luar 3. Memerlukan tersedianya air pendingin yang sangat banyak dan kontinyu 4. Investasi awalnya mahal G. Dampak Pembangunan PLTU Pembangunan PLTU memiliki dampak tersendiri baik bagi lingkungan maupun bai lingkungan di lokasi PLTU tersebut dibangun. Dampak yang timbul akibat pembangunan PLTU ini ada yang bersifat positif, namun ada juga yang bersifat negatif. Dampak positif dari pembangunan PLTU diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Menambah sumber tenaga listrik baru, sehingga dapat membantu mengatasi masalah kekurangan sumber energi listrik yang sedang terjadi. 2. Mengurangi angka pengangguran, karena PLTU akan mempekerjakan warga di sekitar lokasi untuk menjadi karyawan. 3. Membuka lahan pekerjaan baru bagi warga. 4. Lokasi dibangunnya PLTU akan lebih berkembang dari sebelumnya. 7

8 Namun tidak hanya dampak positif yang timbul dari pembangunan PLTU, dampak negatifnya juga timbul seiring pembangunan PLTU, diantaranya adalah : 1. Tahap pra konstruksi : pembukaan lahan, pencemaran akibat pembakaran lahan, kecemburuan sosial antara pemilik lahan dengan masyarakat sekitar 2. Tahap konstruksi : kerusakan jalan akibat angkutan berat yang membawa alat dan bahan untuk membangun PLTU, timbulnya permasalahan sosial di sekitar lokasi pembangunan PLTU, pencemaran udara oleh semen yang digunakan untuk pembangunan bangunan PLTU. 3. Tahap operasi : a. Dampak Kerusakan Akibat Pencemaran Lingkungan : Dalam dampak terhadap lingkungan secara makro dapat dikelompokkan kedalam dampak terhadap lingkungan Abiotik (A), Biotik (B), dan Cultur (C). ketiga jenis lingkungan tersebut saling interaksi dan interdependensi satu dengan yang lain. Adanya interaksi menyebabkan terjadinya dampak secara langsung yang dirasakan, sedangkan terjadinya dampak secara langsung yang dirasakan, sedangkan adanya interdependensi menyebabkan dampak secara tidak langsung. b. Dampak Terhadap Kesehatan :Dampak terhadap kesehatan terjadi akibat perubahan kualitas lingkungan. Meningkatkan kasus diare, ISPA, penyakit kulit, penurunan IQ akibat Pb atau logam berat lain, merupakan contoh penyakit yang terjadi akibat pencemaran lingkungan. Pada umumnya mekanisme terjadi melalui oral (mulut), pernafasan atau iritasi melalui kulit. Kerugian terhadap kesehatan merupakan kerugian besar akibat kerusakan lingkungan. c. Dampak Terhadap Perairan : Perairan pada suatu wilayah terdiri dari materi dan energi untuk mendukung kehidupan, yang popular dengan daya dukung lingkungan. Polutan merupakan materi dan energi asing yang memasuki badan air, sehingga menurunkan daya dukung lingkungan. Kondisi tercemar terjadi bila perubahan tersebut menyebabkan badan air berubah dari peruntukannya. Bahan organik merupakan bahan yang dominan sebagai polutan. 4. Pasca operasi : lahan yang tidak bisa dipergunakan lagi, kasus penyakit pada masyarakat yang tinggi, perairan yang telah tercemar, meningkatnya angka pengangguran karena ketiadaan lahan pekerjaan. 8

9 H. Upaya Pengendalian Dampak Hasil kajian menyimpulkan bahwa untuk mengantisipasi dan meminimalkan potensi dampak yang diakibatkan oleh pembangunan PLTU khususnya pada aspek lingkungan dan sosial, maka semua pihak terkait perlu memperhatikan dan memahami serta mematuhi peraturan dan kebijakan terkait baik berupa Regulasi, Undang-Undang, Hukum, Peraturan Pemerintah, dan lain sebagainya, serta memiliki komitmen untuk melaksanakannya dengan baik, benar dan penuh tanggung jawab. Berdasarkan kesimpulan kajian tersebut, maka rekomendasi yans diajukan adalah: a) Rencana pengelolaan lingkungan yang bersifat komprehensif mulai pada tahap prakonstruksi, dan pasca konstruksi b) Adanya pedoman yang bersifat aplikatif yang dapat digunakan oleh semua pihak baik intern maupun ekstern PLN yang dijadikan sebagai acuan dalam setiap rencana dan pelaksanaan pembangunan pembangkit listrik c) Memasukkan penanganan dampak lingkungan dalam kinerja baik intern PLN maupun pihak-pihak lain terkait yang memiliki peran dan tanggung jawab dalam pelaksanaan proyek (kontraktor maupun konsultan terkait) d) Adanya sosialisasi secara simultan mengenai rencana pra-konstruksi, konstruksi, dan paska konstruksi PLTU dan potensi dampak yang dimungkinkan timbul kepada segenap stake holders dan pihak-pihak terkait baik intern maupun ekstern PLN Adanya tim dan lialison officer yang profesional guna mengkomunikasikan rencana dan pelaksanaan pembangunan PLTU serta untuk menjembatani antar pihak manakala terjadi permasalahan baik itu dikarenakan oleh kesenjangan komunikasi atau hal lain sehingga menyebabkan terjadinya konflik. 9

10 DAFTAR PUTAKA 10