Studi Kelayakan Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut di Balikpapan Aris Wicaksono Nugroho 2211106034 Dosen Pembimbing Heri Suryoatmojo ST., MT., Ph.D Ir. Sjamsul Anam, MT.
Pendahuluan Latar Belakang Energi laut adalah energi terbarukan dengan potensi yang besar. Kelistrikan Kalimantan Timur mengalami defisit. Rumusan Masalah Analisa potensi energi pasang surut, besar daya listrik terbangkit, kelayakan pembangunan pembangkit ditinjau dari segi teknis. Batasan Masalah Metode konversi menggunakan bendungan pasang surut dengan menggunakan data pasang surut 2013. Analisa finansial merupakan analisa penunjang. Biaya konstruksi sipil, biaya operasi, dan inflasi per tahun menggunakan asumsi merujuk pada standar yang digunakan. Tujuan Mempelajari kelayakan perencanaan pembangkit listrik tenaga pasang surut di Balikpapan ditinjau dari segi teknis
Perencanaan Pembangkit Lokasi Perencanaan
Perencanaan Pembangkit Lokasi Perencanaan Data Pasang Surut 1.20 1.00 Ketinggian (m) 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Tanggal
Perencanaan Pembangkit Lokasi Perencanaan Data Pasang Surut Kedalaman Laut
Perencanaan Pembangkit Lokasi Perencanaan Data Pasang Surut Kedalaman Laut Luas Area Kolam Bendungan Nama Ukuran Panjang Bendungan 4,51 km Lebar Bendungan 27 m Luas Area Kolam Bendungan 27.665.300,0317 m 2
Perencanaan Pembangkit Lokasi Perencanaan Data Pasang Surut Kedalaman Laut Luas Area Kolam Bendungan Turbin dan Generator
Perencanaan Pembangkit Lokasi Perencanaan Data Pasang Surut Kedalaman Laut Luas Area Kolam Bendungan Turbin dan Generator Dimensi Pipa Pesat Turbin dan Generator Diameter 3, 24 m Pipa Pesat 3, 75 x 10 m
Perencanaan Pembangkit Lokasi Perencanaan Data Pasang Surut Kedalaman Laut Luas Area Kolam Bendungan Turbin dan Generator Dimensi Pipa Pesat Desain Bendungan
Prinsip Kerja Pasang Surut
Analisa Potensi Energi Penentuan Jumlah Turbin dan Generator 5 10 15 20
Analisa Potensi Energi Penentuan Jumlah Turbin dan Generator Perubahan Ketinggian Air Kolam Bendungan h bn = h bn 1 + ( 2gh sn 1 x A pt A b ) h bn = h bn 1 ( 2gh sn 1 x A pt A b ) Dimana : Q = 2gh x A p Dimana : Q : debit aliran air (m 3 /s) g : percepatan gravitasi (9.8m/s 2 ) : ketinggian permukaan air (m) h s A p : luas pipa pesat (m 2 ) Perubahan Ketinggian = 2gh x A pt A b Dimana : A b : luas area kolam bendungan (m 2 ) t : waktu (s) h bn : ketinggian kolam bendungan pada periode n (m) h bn 1 : ketinggian kolam bendungan sebelum periode n (m) g : percepatan gravitasi (9.8m/s 2 ) h s : ketinggian permukaan air laut sebelum periode n (m) A p : luas pipa pesat (m 2 ) A b : luas area kolam bendungan (m 2 ) t : waktu (s)
Analisa Potensi Energi Penentuan Jumlah Turbin dan Generator Perubahan Ketinggian Air Kolam Bendungan 2.5 Ketinggian (m) 2 1.5 1 0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Jam Sea Level Basin Level
Analisa Potensi Energi Penentuan Jumlah Turbin dan Generator Perubahan Ketinggian Air Kolam Bendungan Head Net h = h s h b Dimana : h h s h b : perbedaan ketinggian antara ketinggian permukaan air laut dengan ketinggian permukaan air kolam bendungan (m) : ketinggian permukaan air laut (m) : ketinggian permukaan air kolam bendungan (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 19 0.28 0.41 0.50 0.47 0.35 0.16 0.04 0.38 0.48 0.55 0.51 0.28 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 19 0.18 0.02 0.27 0.40 0.30 0.12 0.08 0.29 0.41 0.51 0.37 0.08
Analisa Potensi Energi Penentuan Jumlah Turbin dan Generator Perubahan Ketinggian Air Kolam Bendungan Head Net Energi Potensial E p = 1 2 A bρgh 2 Dimana : E p : energi potensial (Joule) A b : luas area kolam bendungan (m 2 ) ρ: massa jenis air (1025 kg/m 3 ) g: percepatan gravitasi (9.8 m/s 2 ) h: perbedaan ketinggian antara ketinggian permukaan air laut dengan ketinggian permukaan air kolam bendungan (m)
Analisa Potensi Energi Penentuan Jumlah Turbin dan Generator Perubahan Ketinggian Air Kolam Bendungan Head Net Energi Potensial Daya Hidrolis Air P h = η ce p t Dimana : P h : daya hidrolis air (Watt) η c : efisiensi konversi (%) E p : energi potensial (Joule) t: waktu (s)
Analisa Potensi Energi Penentuan Jumlah Turbin dan Generator Perubahan Ketinggian Air Kolam Bendungan Head Net Energi Potensial Daya Hidrolis Air Daya Listrik Terbangkit P = P h η t η g Dimana : P : daya listrik terbangkit (Watt) P h : daya hidrolis air (Watt) η t : efisiensi turbin (%) η g : efisiensi generator (%) Bulan Daya Listrik Terbangkit (kw) Januari 1.756.600,64 Februari 1.577.674,77 Maret 1.876.772.61 April 1.691.333,00 Mei 1.617.892,46 Juni 1.544.746,12 Juli 1.619.794,39 Agustus 1.708.806,02 September 1.701.144,79 Oktober 1.611.734,87 November 1.541.544,53 Desember 1.556.450,32
Analisa Finansial Harga Jual Listrik Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No. 04 Tahun 2012. a. Rp 656/kWh x F, jika terinterkoneksi pada tegangan menengah. b. Rp 1.004/kWh x F, jika terinterkoneksi pada tegangan rendah. Dimana F adalah faktor insentif sesuai dengan lokasi pembelian tenaga listrik, dengan nilai : a. F = 1, untuk wilayah Jawa dan Bali. b. F = 1,2, untuk wilayah Sumatera dan Sulawesi. c. F = 1,3, untuk wilayah Kalimantan, Nusa Tenggara Barat, dan Nusa Tenggara Timur. d. F = 1,5, untuk wilayah Maluku dan Papua.
Analisa Finansial Harga Jual Listrik Penjualan Listrik Bulan Penjualan Listrik Januari Rp 2.292.715.158,05 Februari Rp 2.059.181.110,73 Maret Rp 2.449.563.611,24 April Rp 2.207.527.833,00 Mei Rp 2.111.673.239,77 Juni Rp 2.016.202.637,67 Juli Rp 2.114.155.634,25 Agustus Rp 2.230.333.618,08 September Rp 2.220.334.178,54 Oktober Rp 2.103.636.351,20 November Rp 2.012.023.914,52 Desember Rp 2.031.478.955,16
Analisa Finansial Harga Jual Listrik Penjualan Listrik Biaya Investasi Turbin & Generator: Rp 90.079.649.550 Bendungan : Rp 143.715.650.000
Analisa Finansial Harga Jual Listrik Penjualan Listrik Biaya Investasi Biaya Operasi Jabatan Jumlah Gaji Karyawan Jumlah Gaji Per Karyawan Tahun Supervisor 2 Rp 8.000.000 Rp 288.000.000 Engineer 4 Rp 5.000.000 Rp 240.000.000 Teknisi 8 Rp 3.000.000 Rp 288.000.000 General Service 3 Rp 1.800.000 Rp 64.800.000 Biaya Pemeliharaan dan Perawatan : Rp 900.796.495
Analisa Finansial Harga Jual Listrik Penjualan Listrik Biaya Investasi Biaya Operasi Nilai MIRR MIRR = n FV (positive cash flow, reinvest rate) PV (negative cash flow, finance rate) 1 Tahun Aliran Dana 2013 - Rp 209,728,069,803.29 2014 Rp 25,137,143,067.79 2015 Rp 26,254,237,607.62 2016 Rp 27,420,569,299.81 2017 Rp 28,638,282,045.45 2018 Rp 29,909,611,368.72 2019 Rp 31,236,888,217.00 2020 Rp 32,622,542,910.76 2021 Rp 34,069,109,248.43 2022 Rp 35,579,228,771.88 2023 Rp 37,155,655,198.09 Finance Rate dan Reinvest Rate Nilai MIRR 6% 7% 12% 9% 18% 9%
Analisa Finansial Harga Jual Listrik Penjualan Listrik Biaya Investasi Biaya Operasi Nilai MIRR Break even point Dengan suku bunga pinjaman 6%, maka break even point akan tercapai pada 2024
Kesimpulan Perencanaan pembangkit menggunakan luas area kolam bendungan sebesar 27.665.300,0317 m 2 dengan dimensi pipa pesat 3,75 x 10 m. Turbin yang sesuai digunakan di lokasi perencanaan adalah turbin Kaplan jenis bulb, karena turbin ini dapat bekerja di head rendah dan debit air yang kecil. Turbin yang digunakan memiliki daya keluaran 502,32 kw sebanyak 30 buah, 15 untuk tiap fase pasang surut. Ketinggian pasang surut yang paling tinggi di Teluk Balikpapan terjadi pada bulan Juli, tetapi daya listrik terbangkit terbesar terjadi pada bulan Maret. Hal ini dikarenakan perubahan pasang surut pada bulan Juli tidak sebesar pada bulan Maret Daya listrik terbangkit adalah 2.060, 26 kwh. Total daya terbangkit selama satu tahun adalah 18,04 Giga Watt. Nilai MIRR dengan finance rate dan reinvest rate 6%, 12%, dan 18% adalah 7%, 9%, dan 9%. Nilai MIRR dapat menjadi indikator kelayakan finansial sebagai penunjang studi kelayakan. Dengan menggunakan suku bunga pinjaman 6%, break even point terlampaui pada tahun 2024.
Terima Kasih
Periode Kerja Generator 2.5 2 Ketinggian (m) 1.5 1 0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Jam Generating Period Sea Level Basin Level
Referensi Konversi Pasang Surut Harga Jual Listrik Biaya Bendungan MIRR Turbin dan Generator La Rence