Zia Ru`ya Hilal, Agung Subagio, Yulianto Sulistyo Nugroho Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia

Transkripsi

1 Studi Perancangan PLTG Dengan Sistem Pendingin Udara Masuk Turbin Gas Mechanical Refrigeration Sebagai Alternatif Dalam Memenuhi Kebutuhan Listrik Universitas Indonesia Zia Ru`ya Hilal, Agung Subagio, Yulianto Sulistyo Nugroho Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia Abstrak Konsumsi energi listrik di kampus Universitas Indonesia mengalami peningkatan setiap tahunnya, ini terjadi karena peningkatan pembangunan gedung. Salah satu upaya untuk memenuhi kebutuhan ini adalah dengan adanya penambahan salah satu sistem pembangit yang disesuaikan dengan kondisi lingkungan dan potensi yang ada di universitas Indonesia. Universitas Indonesia telah tersedia pipa gas dan potensi air danau untuk pendinginan pada sistem pembangkit. Sehingga pembangkit listrik tenaga gas tepat sebagai solusi. Untuk menaikan daya output agar sesuai kemampuan original dari manufaktur turbin gas, yakni dengan cara menurunkan suhu udara masuk ke kompresor/ turbin gas tersebut, sehingga perancangan PLTG dengan mechanical refrigeration dirasa tepat dalam melengkapi solusi tersebut. Tulisan ini akan memaparkan rancangan dari pembangkit listrik tenaga gas yang dapat membangkitkan daya hingga 24 MW menggunakan software Cycle Tempo 5.0 Pada tulisan ini pula didapat analisis mechanical refrigeration, heat balance, kebutuhan bahan bakar pembangkit, nilai efisiensi, nilai heat rate, dan analisis finansial dari pembangunan pembangkit listrik mandiri untuk Universitas Indonesia. Kata kunci: Pembangkit listrik Tenaga Gas, Mechanical Refrigeration, Universitas Indonesia, Cycle - Tempo 1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Energi dalam bentuk listrik merupakan salah satu jenis energi yang paling dibutuhkan saat ini. Manusia dalam kehidupannya saat ini sangat bergantung dengan listrik. Mulai dari kebutuhan rumah tangga, pendidikan, industri, transportasi dan lainnya. Kebutuhan akan energi listrik ini terus bertambah seiring dengan perubahan zaman dan pembangunan yang terus dilakukan terutama di Indonesia. Tak terkecuali kebutuhan energi listrik di Universitas Indonesia. Berdasarkan Rencana Induk Sistem Kelistrikan Universitas Indonesia , saat ini Universitas Indonesia menggunakan sumber listrik dari Perusahaan Listrik Negara dengan daya terpasang sebesar kva dan daya terpakai sebesar kva. Tentunya dengan terus dibangunnya bangunan- bangunan baru, sambungan ini akan mengalami kelebihan beban. Diprediksikan bahwa pertambahan kebutuhan listrik Universitas Indonesia hingga tahun 2025 mencapai 44,987 KVA dengan total kebutuhan untuk bangunan prioritas sebesar 19,467 KVA. Pasokan listrik tambahan hingga tahun 2015 sudah direncanakan untuk ditambah gardu tambahan hingga tahun 2015 dengan total daya kva. Dengan kata lain, masih ada kva kebutuhan daya tambahan untuk tahun Dari penjabaran kelebihan dan kekurangan dari beberapa sumber energi yang dapat dijadikan alternatif sumber energi listrik, maka untuk menghasilkan listrik yang cukup dan kontinyu untuk kebutuhan di kampus Universitas Indonesia, pembangkit listrik dengan menggunakan sumber energi gas merupakan pilihan yang paling baik. [1] Dengan mempertimbangkan ketersediaan lahan yang tidak terlalu besar, maka pada perancangan ini ditentukan bahwa PLTG dengan sistem pendingin mechanical refrigeration untuk yang akan dirancang memiliki keluaran daya 24 MW untuk memenuhi kebutuhan listrik kampus Universitas Indonesia sebesar 21 MW sampai tahun Tujuan Penelitian Tujuan dari perancangan ini yaitu melakukan analisis mengenai perkembangan kebutuhan listrik di Universitas Indonesia hingga tahun 2025 dan melakukan studi awal perancangan yang ditujukan bertujuan untuk: 1. Membuat perencanaan kebutuhan daya listrik tambahan di lingkungan Universitas Indonesia dari rujukan Master Plan Kelistrikan Universitas Indonesia- Depok Menganalisis potensi dan studi kelayakan lingkungan, potensi gas dan lokasi rencana pembangunan pembangkit listrik tenaga gas untuk Universitas Indonesia. 1

2 3. Perancangan pembangkitan listrik tenaga gas sebesar 24 MW disesuaikan dengan kebutuhan energi listrik bangunan baru Universitas Indonesia hingga Perancangan pembangkitan listrik tenaga gas sebesar 24 MW dengan sistem pendinginan mesin kompresi-refrigerasi, mechanical refrigeration. 5. Mendapatkan rancangan awal skema pembangkit listrik, heat balance, dan daya serta analisis ekonomi yang dapat dihasilkan oleh pembangkit listrik Batasan Masalah Batasan masalah yang diberikan pada perancangan pembangkit listrik dalam rangka memenuhi kebutuhan listrik di Universitas Indonesia ini adalah: 1. Jenis pembangkit listrik yang dirancang adalah pembangkit listrik gas dengan sistem pendingin kompresi-referigerasi atau mechanical refrigeration 2. Pembangkit listrik yang dirancang adalah pembangkit listrik dengan skala kecil antara MW. 3. Bahan bakar yang digunakan untuk siklus gas adalah gas alam dengan udara sebagai oksidator. 4. Perhitungan yang dilakukan adalah perhitungan heat balance dengan tujuan mendapatkan besaran daya yang dihasilkan oleh pembangkit listrik. Adapun untuk mendapatkan heat balance dari siklus pembangkit, digunakan simulasi dengan software Cycle-Tempo. 5. Perubahan suhu udara masuk ke turbin gas yang diserap cooling coil Udara masuk dari 33 0 C menjadi 15 0 C sesuai kondisi original manufaktur turbin gas dan memiliki tekanan bar. 2. Metode Penelitian Metodologi perancangan yang dilakukan didalam penelitian ini pertama-tama dengan mengidentifikasi masalah keterbatasan energi listrik di kampus universitas Indonesia. Setelah masalah tersebut teridentifikasi, maka dilanjutkan dengan beberapa langkah yang diperlukan yakni; Identifikasi Masalah Pencarian data Kelistrikan UI Penentuan Parameter Menentukan Tujuan Penelitian Studi Literatur Perhitungan Simulasi Observasi lapangan Perancangan (Cycle Tempo) Analisis dan Kesimpulan Gambar 2.1 Metodologi Penelitian dan Perancangan 2.1. Sistem kelistrikan UI No Nama Bangunan Luas Bangunan (m 2 ) Kebutuhan Listrik (KVA) 1 Extension MIPA 7, FASILKOM 20, Health Science 8, Center 4 Kedokteran* 28, FKG* 20, Fasilitas Bersama 8, FK FKG 7 Liberal Art 24, College* 8 Univ Graduate & 24,000 1,333 Research Center 9 FIK 10, Lecture Teathre 10, Undergraduate 10, Library 12 Extension FT 37,000 1, UI College* 120,000 4, Academic 22,130 1,229 Community 15 UI International 150,000 5,000 Program 16 Public Hospital 32,000 10, Rumah Sakit ( 36,000 12,000 Kamar dan Services )* 18 Laboratorium 10, Medical Services 5,000 1, Asrama Perawat 5, (320 unit) 21 Hotel (200 unit) 5, Convention 1, Center 23 UI Student 31,200 1,040 Housing (1950 unit)* 24 Town Houses 28, (800 unit) Total 653,650 44,897 Kebutuhan listrik yang bertanda kuning merupakan prioritas kebutuhan dalam waktu dekat yang merupakan kebutuhan daya listrik tambahan hingga tahun Sedangkan pasokan listrik tambahan hingga tahun 2015 sudah direncanakan untuk ditambah gardu tambahan hingga tahun 2015 dengan total daya kva. Dengan kata lain, masih ada kva kebutuhan daya tambahan untuk tahun Untuk itu, dalam skripsi ini dilakukan perancangan PLTG untuk memenuhi kebutuhan listrik Kampus UI Depok. 2

3 2.2. Tahapan/ perencanaan prancangan Dengan melihat potensi yang ada di Kampus UI, pembangunan PLTG bukanlah hal yang mustahil. Disamping melihat penelitian dan studi kelayakan bahwa pembangunan PLTG jauh lebih tepat dibanding pembangkit listrik dengan energi lain, berikut adalah flow chart perancangan PLTG yang dilakukan : Dalam perancangan Gambar 2.2 PLTG Flow Chart yang Perancangan dilakukan, parameterparameter yang dimasukkan dalam simulasi berasal dari katalog, data-data yang sudah ada dari sistem yang lain dan sebagian menggunakan asumsi dengan target hasil simulasi menghasilkan daya antara 20 sampai 25 MW untuk memenuhi kebutuhan listrik UI hingga tahun 2025 yakni sebesar kva atau 22 MW Mulai Studi Literatur Proses Perancangan Penentuan Parameter Running Simulasi Gambar 2.3 PLTG Dengan Sistem Pendingin Mechanical Refrigeration 2.3. Perancangan PTG dengan Mechanical Refrigeration dengan cycle tempo sofware Tidak Apakah Berhasil? 1 Analisis data Kesimpulan Selesai Berhasil Tabel 2.1 Pemodelan Apparatus No Nama Apparatus 1 Inlet air 2 Inlet air Filter 3 Evaporator 4 Compresor (Turbin gas) 5 Ruang Bakar 6 Turbin Gas 7 Inlet natural gas 8 Kondenser 9 Stack Compresor (mechanical 10 Refrigeration) 11 Inlet Water pump 12 Ekspansi Valve 14 Out water 15 Inlet water Untuk memodelkan siklus PLTG dengan mechanical refrigeration ini, digunakan berbagai model apparatus pada software Cycle Tempo 5.0. Pada pemodelan ini penulis menggunakan 15 apparatus dan 14 pipa sesuai 3

4 pada gambar 2.1. Sementara nama nama apparatus dijabarkan pada tabel 2.1. h h Tabel 2.2 Parameter Papa PLTG, Cycle Tempo Parameter Nilai T in siklus turbin gas ( o C) 15 P in siklus turbin gas (bar) Rasio kompresi kompresor 24 : 1 Laju aliran massa 67.3 udara masuk turbin gas (kg/s) LHV gas (KJ/Kg) T in turbin gas ( o C) 1155 T exhaust turbin gas ( o C) 465 Isentropik kompresor dan turbin (%) 90 Isentropik kompresor mechanical 90 refrigeration (%) Generator (%) 95 h Untuk mendapatkan data data dan parameter yang dibutuhkan dalam perhitungan simulasi software, penulis mengumpulkannya dari berbagai sumber literatur serta mebuat asumsi asumsi yang diperlukan. Berikut adalah asumsi dan parameter yang digunakan pada proses perhitungan simulasi: 1. Tin siklus turbin gas dan siklus turbin gas diambil dari kondisi 15 o C setelah udara lingkungan 33 o C diserap oleh cooling coil mechanical referigeration dan tekanan bar. 2. Laju aliran massa udara masuk turbin gas, rasio kompresi kompresor dan Texhaust turbin gas diasumsikan sama dengan turbin gas Titan Pressure drop pada combustion chamber, dan pipa diabaikan 2. Pada R717 ( Ammonia ) mempunyai; P (tekanan) : 3 bar T (suhu) : 10 0 C h (enthalpy saturation liquid) : 150 kj/kg h (entalpy saturation gas) : 1450 kj/kg Berarti pada kondisi tersebut penyerapan kalor proses penguapan maximum : 1450kJ/kg-150 kj/kg = 1200 kj/kg. Dengan demikian Refrigerant Ammonia lebih besar menyerap energi dibandingkan dengan R22 pada kondisi tekanan/suhu yang sama. Selain itu Ammonia mempunyai beberapa keunggulan, yakni: 1. Panas laten penguapan Tinggi 2. Konduktifitas termal tinggi 3. Harga relatif rendah/terjangkau 4. Tersedia 5. Ramah lingkungan Analisis dan perhitungan Mechanical Refrigeration Mechanical Refrigeration Dari gambar diatas pada mechanical refrigeration dilakukan perhitungan manual untuk pendapati kerja atau energi yang diserap tiap alat yang ditinjau dari diagram p-h amonia (R717) didapat, data; - Suhu udara masuk unit pendinginan = 33 o C = K - Suhu udara keluar unit pendingin = 15 C = 288,15 K - Refrigerant yang dipakai :Amoniak (R-717) - Suhu pendinginan = 0 C Tekanan pendinginan = 4.3 bar - Suhu kondensasi = 65 C Tekanan kondensasi = 30 bar 3. Hasil dan Pembahasan 3.1. Pemilihan Refrigerant Dari diagram diatas penulis membandingkan 2 tipe refrigerant yang berbeda, dalam hal ini proses pengambilan panas spesifik di evaporator merupakan proses penguapan yang berlangsung dari kiri ke kanan, misalnya; 1. Pada R134a mempunyai P (Tekanan) : 3 bar T (Suhu) : 0 0 C h (enthalpy pada saturation liquid) :200 kj/kg h (enthalpy pada saturation gas) :400 kj/kg Berarti pada kondisi tersebut penyerapan kalor proses penguapan maximum : 400 kj/kg -200 kj/kg = 200 kj/kg. 4

5 Kerja (Wc) dan Daya kompresor (Pc), daya yang dibutuhkan oleh kompresor adalah kerja per-kilogram dikalikan dengan laju aliran refrigeran Wc = h2-h1 = 1750 KJ/kg KJ/kg = KJ/kg Pc = 1.29 kg/s x KJ/kg = kw Gambar 3.1 Skema diagram p-h mechanical refrigeration terlampir Menentukan aliran massa pada refrigrant R7171 / ammonia Menentukan panas yang diserap oleh evaporator dari suhu 33 0 C menjadi 15 0 C Qevap = Qudara = 67.3 Kg/s x kj / kg.k x (33-15) = kj/s = kw Dampak refrigerasi (Tabel refrigrant properti amonia R717/terlampir) suhu pendinginan 0 0 C q.eff = h1-h4 = KJ/kg KJ/kg = KJ/kg Qevap kj/s = 1.29 kg/s Proses 1-2: Proses kompressi secara isentropic pada compressor T 2 = C, P 2 = 30 bar = 1750 KJ/kg h 2 T 1 = 0 0 C P = 4.3 bar h 1 = KJ/kg Sat vapor W Wc = KJ/kg Proses 2-3: Proses pembuangan panas secara isobaric di kondensor q cond = KJ/kg T 3 = 65 0 C T 2 = C P 3 =P 2 = 30 bar P 2 = 30 bar Besarnya h 3 = panas KJ/kg dilepas di kondensor h 2 = (kj/kg), 1750 KJ/kg h2= entalpi refrigeran saat masuk kondensor (kj/kg), h3= entalpi refrigeran saat keluar kondensor (kj/kg). qcond = h3 - h2 = KJ/kg KJ/kg = KJ/kg Proses 3-4 Proses penurunan tekanan pada katub ekspansi secara adibatik. T 3 = 65 0 C P 3 = P 2 = 30 bar h 3 = KJ/kg T 4 P 4 h 4 = 0 0 C = P 0 0 C= 4.3 bar = KJ/kg Proses 4-1 Proses penyerapan panas pada evaporator dari lingkungan. T 4 = T 1 = 0 0 C P 4 = P 1 = P 0 0 C = 4.3 bar h 4 = h 3 = KJ/kg T 1 h 4 Kapasitas Pendingin pada mechanical refrigeration adalah; Qe (h1-h4) = 1.29 kg/s x ( KJ/kg) = kw (kapasitas Pendingin) = 0 0 C = h 0 C = KJ/kg 5

6 COP = ((h1-h4)/(h2-h1)) = (( KJ/kg)/(307.8 KJ/kg)) = Perbandingan Daya dan Efisiensi Dengan PLTG Simple Cycle 3.3. Hasil Perhitungan Daya Pada Sistem PLTG dengan Mechanical Refrigeration Pada rancangan ini kondisi temperatur udara yang masuk pada kondisi ISO untuk gas turbin dengan temperatur sebesar 15 o C dan tekanan udara sebesar bar. Udara lalu dikompresikan oleh kompresor dengan rasio tekanan 24:1 dan masuk ke ruang bakar untuk direaksikan dengan bahan bakar gas menghasilkan temperatur masuk turbin gas sebesar 1154 o C. Gas buang yang dihasilkan memiliki temperatur sebesar 465 o C. Tabel 3.1 Hasil Perhitungan Daya Pada Sistem PLTG dengan mechanical refrigeration Nama apparatus Energi [kw] Daya terserap Gas Inlet Daya bruto yang dihasilkan Konsumsi daya Daya net yang dihasilkan Generator Kompressor Kompresor Generator Tabel 3.2 Efisiensi Isentropik Pada Apparatus Apparatus Efisiensi Isentropik % Generator 95 Turbin Gas 4 90 Kompresor 2 90 Kompresor Dari hasil perhitungan diketahui secara keseluruhan PLTG dengan mechanical refrigeration hasil rancangan memiliki keluaran daya total sebesar kw atau 24 MW. = 42% Maka efisiensi pada siklus PLTG dengan mechanical refrigeration adalah 42 % Gambar 3.2 PLTG simple Cycle Tempo Tabel 3.3 Hasil Perhitungan Daya PLTG Apparatus Energi [kw] Daya terserap Gas Inlet Daya bruto yang dihasilkan Generator Konsumsi daya auxiliary - - Daya net yang dihasilkan Dengan diketahuinya daya yang masuk ke sistem pada ruang bakar dan daya yang dihasilkan pada generator dari tabel 3.1 dan 3.3, maka efisiensi dapat dihitung dengan persamaan, = 36% Maka efisiensi pada siklus PLTG dengan mecganical refrigeration dan siklus PLTG simple cicle masing masing sebesar 42% dan 36%. Efisiensi dari PLTG dengan mecganical refrigeration lebih tinggi dibandingkan efisiensi PLTG simple cycle disebabkan dengan jumlah bahan bakar yang sama, daya yang dibangkitkan oleh PLTG dengan mecganical refrigeration inlet air 15 0 C lebih besar dibandingkan PLTG simple cycle 33 0 C sehingga efisiensi pun lebih tinggi. Gambar 3.3 Perbandingan Efisiensi 6

7 Analisis Kebutuhan Lahan Gambar 3.4 Perbandingan Daya Output Analisis Heat Rate Heat rate merupakan nilai kalor bahan bakar yang digunakan pada pembangkit listrik untuk membangkitkan listrik per-satuan daya. Heat rate merupakan bentuk lain untuk menganalisis efisiensi dari suatu pembangkit. Efisiensi dalam bentuk prosentase merupakan biangan non-dimensional sedangkan heat rate merupakan bilangan dimensional dengan satuan kj/kwh, kcal/kwh, atau BTU/kWh. Jenis Pembangkit PLTG Simple Cycle PLTG dengan Mechanical Refrigeration Heat rate = Tabel 3.4 Nilai Heat Rate Pembangkit Heat rate kj/kwh kcal/kwh BTU/kWh Analisis Kebutuhan Bahan Bakar Pada proses simulasi, LHV dari bahan bakar gas alam diasumsikan dan diinput pada software yang kemudian menghasilkan laju aliran massa gas bahan bakar yang masuk ke sistem pembangkit. Dengan asumsi LHV sebesar kj/kg, maka dari hasil simulasi didapat bahwa laju aliran massa gas adalah nilai kebutuhan bahan bakar gas yaitu sebesar 1.55 kg/s atau sebesar 1.63 ton/jam. Apabila efisiensi ruang bakar diperhatikan, maka nilai kebutuhan bahan bakar perlu dibagi dengan nilai efisiensi ruang bakar. Apabila efisiensi ruaang bakar diasumsikan 95%, maka nilai kebutuhan bahan bakar gas menjadi: / / / / / Untuk melakukan perhitungan kebutuhan lahan, diperlukan dimensi dimensi dari peralatan peralatan PLTGU. Untuk itu penulis menggunakan referensi dari peralatan PLTGU yang ada di pasaran dan asumsi. Untuk turbin gas, dimensi mengacu kepada dimensi turbin gas Titan 250 buatan Solar Turbines yang memiliki performa mirip dengan gas turbin pada rancangan ini. Dimensi dari turbin gas sebesar: - Panjang : 10.3 m - Lebar : 3.7 m - Tinggi : 3.6 m - Luas : m 2 Untuk mechanical refrigeration dibutuhkan : - Panjang : 7 m - Lebar : 8 m - Tinggi : 2 m - Luas : 56 m 2 Pembangunan lain-lain (ruang kontro, parkir, kantin dll) - Luas : 200 m 2 Jadi kurang lebih lahan yang dibutuhkan untuk pembangunan pembangkit listrik tenaga gas dengan mechanical refrigeration adalah sekitar kurang lebih 300 m Analisis Finansial Biaya Pembangunan dan Operasional pembangkit Listrik Dalam referensi yang didapat (US Energy Information Administration, 2013), didapati besarnya biaya pada EPC Cost, Fixed Operation & Maintenance, dan Variable Operation & Maintenance pada Pembangkit Listrik tenaga Gas. Tabel 3.5 Biaya Pembangunan dan Operasional Pembangkit Listrik Jenis Pembangkit EPC Cost US$/kW Fixed Operation & Maintenance US$/kWyear Variable Operation & Maintenance US$/MW/h PLTG (US Energy Information Administration, 2013) 7

8 Dengan mengasumsikan bahwa pembangkit listrik beroperasi faktor kapasitas 80% dan harga gas alam sebesar US$ 6/MMBTU (Nasrullah & Suparman, 2011). Berikut ini hasil perhitungan biaya pembangkit listrik; Tabel 3.6 Hasil Perhitungan Biaya Pembangkit Listrik Parameter Nilai Nett Daya Pembangkit (kw) 24,000 Heat Rate (BTU/kWh) 8, ,469,353,52 EPC Cost (Rp) 4 Fixed O & M (Rp/tahun) Variable O & M (Rp/tahun) Biaya Bahan Bakar (Rp/tahun) Total Biaya Operasional Tahunan (Rp/tahun) US$ 1 = Rp 11,000 1,858,560,000 6,660,403,200 90,644,677,426 99,163,640,626 Total biaya operasional selama 1 tahun sebesar Rp.99,163,640,626 yakni penjumlahan antara EPC Cost, Fixed Operation & Maintenance, dan Variable Operation & Maintenance. Untuk biaya EPC perhitungan sudah termasuk kepada biaya mechanical refrigeration sebesar Rp 5,353, Tabel 3.7 Parameter - Parameter Analisis Finansial Parameter Nilai Project lifetime (Tahun) 20 Tarif Penjualan Listrik (Rp) 1,180 Porsi Pinjaman (%) 65 Porsi Ekuitas (%) 35 Interest Rate (%) 13.5 Rate of Return (%) 18 Grace Period (tahun) 2 Repayment Period (tahun) Hasil Analisis Finansial Setelah melakukan perhitungan cast flow dalam excell didapat hasil analisis finansial meliputi Weighted Average Cost of Capital, Net Present Value, Internal Rate of Return, dan Payback Period: Tabel 3.8 Hasil Analisis Finansial Parameter Nilai Weighted Average Cost of Capital (%) Net Present Value (Rp) 22,224,867,654 Internal Rate of Return (%) Payback Period (tahun) Perbandingan biaya pemakaian listrik PLN dengan PLTG mandiri Sebelum membandingkan biaya dan penghematan yang didapat, sebelum pembahasan tersebut perlu diketahui komponen tarif listrik, Tabel 3.9 Komponen Tarif Listrik Komponen Biaya Unit Energi (Rp/kWh) Recovery Cost O & M Fixed Cost Fuel Cost O & M Variable Cost Total Tarif Tabel 3.10 Biaya Listrik UI Sumber Listrik Biaya (Rp) PLN (Rp1,350/kWh) 227,059,200,000 Pembangkit Listrik Mandiri (Rp1,180/kWh) 198,466,560,000 Penghematan 28,592,640,000 Dari data data pada Tabel 3.10 bisa dilihat bahwa pembangunan pembangkit listrik mandiri di Universitas Indonesia yang berupa pembangkit listrik Tenaga Gas dengan sistem pendingin mechanical refrigeration menghasilkan daya sebesar 24 MW layak dibangun dan memenuhi kebutuhan listrik kampus Universitas Indonesia. Dari Tabel 3.9 didapatkan biaya pokok untuk membangkitkan listrik sebesar Rp494.74, jauh dibawah harga yang dijual oleh PLN sebesar Rp1,350. Namun untuk mendapatkan nilai finansial yang bagus, harga listrik yang dijual oleh pembangkit listrik mandiri tidak bisa hanya seharga biaya pokok, namun harus dijual seharga Rp1,180. Walaupun demikian, penghematan yang didapatkan oleh Universitas Indonesia dalam hal biaya listrik sudah cukup besar seperti yang tercantum pada Tabel Yaitu sebesar Rp. 28,592,640,000 (dua puluh delapan milyar lima ratus sembilan puluh dua juta enam ratus empat puluh ribu rupiah) atau sebesar 12.6% penghematan. Nilai penghematan ini didapatkan dengan mengasumsikan Universitas Indonesia mengurangi daya yang dipakai dari PLN sebesar daya yang dapat dibangkitkan pembangkit listrik mandiri selama 7008 jam per tahunnya. 4. Kesimpulan dan Saran 4.1. Kesimpulan Dari hasil studi mengenai kebutuhan listrik Universitas Indonesia dan hasil rancangan pembangkit listrik tenaga gas uap dapat disimpulkan: 8

9 1. Hingga tahun 2025, Universitas Indonesia memerlukan tambahan daya listrik hingga 44,897 KVA dengan pasokan listrik tambahan hingga tahun 2015 direncanakan untuk ditambahkan dengan total daya 23,150 kva, sehingga dari tahun daya listrik yang dibutuhkan sebesar KVA. 2. Perancangan PLTG paling layak dalam memenuhi kebutuhan listrik di kampus Universitas Indonesia dilihat dari keandalan sistem PLTG, ketersediaan bahan bakar, potensi air sebagai pendingin serta lokasi yang memadai. 3. Untuk menaikan daya output agar sesuai kemampuan original dari manufaktur turbin gas, maka perancangan PLTG di desain dengan sistem pendingin mechanical refrigeration. 4. Pemilihan Refrigerant pada sistem pendingin mechanical refrigeration adalah Ammonia (R717) dikarenakan penyerapan energi besar, ramah lingkungan dan harga relatif lebih murah. 5. Hasil simulasi PLTG dengan mechanical refrigeration dengan konfigurasi poros tunggal dengan menggunakan software cycle tempo dan parameter parameter desain yang digunakan pada tulisan ini menghasilkan daya bersih 24 MW dan memiliki efisiensi pembangkit sebesar 42 %. 6. Penggunaan sistem pendingin mechanical refrigeration turbin gas menghasilkan penambahan daya sebesar 3 MW dan dapat meningkatkan efisiensi pembangkit sebesar 6 % dari PLTG simple Cycle. 7. Pada sistem pendingin mechanical refrigeration menghasilkan daya kompresor kw, dan kapasitas pendingin sebesar kw serta COP sebesar Analisis finansial didapat hasil weighted averagecost of capital pada pembangunan ini sebesar sebesar %, NVP sebesar Rp.22,224,867,654, IRR atau Internal Rate of Return pada hasil analisis finansial menunjukan % dengan kata lain bernilai positif atau menghasilkan keuntungan bagi perusahaan dan keberlanjutan investasi. Serta pengembalian modal atau pay back period sebesar 3.33 tahun, bernilai waktu yang tidak terlalu lama untuk mengembalikan investasi dan modal kerja yang ditanam. 9. Pembangunan pembangkit listrik mandiri di Universitas Indonesia layak dibangun dari segi finansial didapat penghematan biaya Rp. 28,592,640,000 (dua puluh delapan milyar lima ratus sembilan puluh dua juta enam ratus empat puluh ribu rupiah) atau sebesar 12.6% penghematan dalam pengeluaran biaya kelistrikan Saran Apabila pembangunan PLTG untuk Universitas Indonesia akan dilanjutkan, maka penulis memberikan beberapa saran untuk perancangan tahap selanjutnya: 1. Diperlukan pengambilan kondisi nyata dari temperatur dan tekanan udara pada lokasi yang akan dibangun karena besarnya pengaruh kondisi udara terhadap performa turbin gas. 2. Diperlukan perancangan dan perhitungan losses yang detil disetiap komponen PLTG dan mechanical refrigeration 3. Memperhatikan parameter parameter pada perancangan ini ataupun parameter parameter yang dikembangkan dari perancangan ini. 5. Daftar Acuan Breeze, P. (2005). Power Generation Technologies. Oxford: Newnes. Cohen, H., Rogers, G., & Saravanamuttoo, H. (1996). Gas Turbine Theory (4th edition). Essex: Longman. Departemen Energi Dan Sumber Daya Mineral. (2007). Neraca Gas Indonesia Jakarta: Departemen Energi Dan Sumber Daya Mineral. El-Wakil, M. M. (1988). Powerplant Technology. Singapore: McGraw-Hill. Garniwa, I., Ardita, I., Sudiarto, B., Widyanto, A., Hudaya, C., Djemingan, U.,... Prayitno, B. (2010). Rencana Induk Sistem Kelistrikan Universitas Indonesia - Periode Universitas Indonesia, Depok. Grote, K.-H., & Antonsson, E. (2008). Springer Handbook of Mechanical Engineering. New York: Springer. (2014, 6 16). Retrieved from Kiameh, P. (2002). Power Generation Handbook. McGraw-Hill Professional. Nasrullah, M., & Suparman. (2011). Perbandingan Biaya Pembangkitan Listrik Nuklir Dan Fosil Dengan Mempertimbangkan Aspek Lingkungan US Energi Information Administration. (2013). Updated Capital Cost Estimates for Utility Scale Electricity Generating Plants. Washington D.C: US Department of Energi. 9

10 Arora, C.P., Refrigeration and Air Conditioning. New Delhi: McGraw Hill Wang, Shan K., Handbook of Air Conditioning and Refrigeration. New York: McGraw Hill Kavanaugh, Stephen P HVAC Simplified. Atlanta: American Societry of Mechanical Engineering Abdurahman. (2011). Analisis Pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Gas Dalam Mendukung Sistem Ketenagalistrikan Universitas Indonesia Hingga Tahun Jakarta: Universitas Indonesia. Departemen Energi Dan Sumber Daya Mineral. (2007). Neraca Gas Indonesia Jakarta: Departemen Energi Dan Sumber Daya Mineral. (n.d.). Retrieved Juni 10, 2014, from naturalgas.org: 10