Rancang Bangun Pembangkit Listrik dengan Sistem Konversi Energi Panas Laut (OTEC) Oleh : Andhika Pratama Yassen (4303 100 029) Dosen Pembimbing: Ir. Arief Suroso, M.Sc Ir. Mukhtasor M.Eng. Ph.D
OTEC atau Ocean Thermal Energy Conversion adalah suatu teknik untuk mengkonversi energi panas yang diserap permukaan laut Sistem kerja OTEC mirip dengan mesin uap, yaitu fluida di evaporasi dan di kondensasikan,perbedaan tekanan yang terjadi kemudian memutar turbine.
Lokasi Strategis Pengembangan OTEC LATAR BELAKANG
Pada umumnya Sistem Kerja pada OTEC terbagi menjadi dua yaitu : open cycle (siklus terbuka) closed cycle (siklus tertutup)
PERUMUSAN MASALAH : 1. Bagaimana hubungan antara dimensi pipa, debit aliran fluida, temperatur permukaan, dan daya net yang dihasilkan. 2. Bagaimana menghitung diameter pipa air laut yang sesuai untuk Pembangkit listrik OTEC 100 MW 3. Menentukan daya yang dihasilkan setiap bulan akibat adanya siklus suhu rata rata bulanan 4. Menentukan tinjauan finansial untuk fasilitas OTEC dimaksud.
TUJUAN PENELITIAN: 1. Mengetahui hubungan antara dimensi pipa, debit aliran fluida, temperatur permukaan dan daya net yang dihasilkan. 2. Mengetahui diameter pipa air laut yang sesuai untuk pembangkit listrik OTEC 100 MW. 3. Mengetahui daya yang dihasilkan setiap bulan akibat adanya siklus suhu rata rata bulanan. 4. Mengetahui tinjauan finansial untuk fasilitas OTEC dimaksud
MANFAAT PENELITIAN : 1. Memberikan Informasi mengenai OTEC dan sistem kerjanya sebagai salah satu sumber energi terbaharukan. 2. Bahan referensi untuk penelitian lebih lanjut mengenai sistim pada OTEC plant.
BATASAN MASALAH : 1. Perhitungan rancang bangun yang dimaksud adalah untuk estimasi diameter pipa. 2. Sistim yang digunakan merupakan sistim siklus tertutup. 3. Fluida kerja yang digunakan berupa Ammonia (NH 3 ). 4. Kecepatan aliran air laut dalam pipa adalah konstan sebesar 2,03 m/s. 5. Untuk tinjauan finansial, digunakan data data dari PT. Colano Energy dan beberapa asumsi asumsi
METODOLOGI PENELITIAN mulai Studi Literatur Data feasible material dan estimasi budget Mencari nilai parameter parameter awal Estimasi Diameter Pipa Daya rata rata yang dihasilkan tiap bulan Memenuhi Material Feasibility? Tidak Ya Memenuhi 100 MW? Tidak Ya Estimasi Nilai Struktur Tinjauan Finansial Kesimpulan, Saran dan Pembuatan Laporan selesai
Water Depth (m) Water Depth (m) Water Depth (m) Water Depth (m) Profil temperatur permukaan laut Mamuju pada tahun 2008 Temperature Profiles TEMPERATURE (oc) Temperature Profiles TEMPERATURE (oc) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 10 20 30 40 JAN OCT MAY 2''38'32 S 118"51'54T 2''38'32 S 118"51'54T 2''38'32 S 118"51'54T 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 10 20 30 40 FEB 2''38'32 S 118"51'54T NOV 2''38'32 S 118"51'54T JUN 2''38'32 S 118"51'54T Temperature Profiles TEMPERATURE (oc) Temperature Profiles TEMPERATURE (oc) 0 0 10 20 30 40 0 0 10 20 30 40 100 100 200 200 300 300 400 400 500 600 700 APR AUG 2''38'32 S 118"51'54T 2''38'32 S 118"51'54T 500 600 700 MAR JUL 2''38'32 S 118"51'54T 2''38'32 S 118"51'54T 800 900 SEP 2''38'32 S 118"51'54T 800 900 DEC 2''38'32 S 118"51'54T
TEMPERATURE (oc) Profil Temperature menunjukkan bahwa LATAR BELAKANG temperatur permukaan laut selama 1 tahun berada pada range 26 o C 30 o C Profil Temperature dasar laut tidak mengalami perubahan berarti dan tidak tergantung pada musim. Temperature profiles 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 Surface Temperature Temperature at 800m depth 5,00 0,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Months Of The Year
Pembangkit listrik tipe OTEC yang direncanakan merupakan struktur tipe land based Pembangkitan daya listrik dibagi menjadi 4 modul sistem siklus tertutup dengan kapasitas @25MW
Konfigurasi Peralatan pada Kondensator Shell diameter 14.78 m Shell material SA202 Gr B Shell thickness 1 ¼ inch Tubes material B-338 Gr 2 (titanium) Tubes diameter 1 ½ inch Tubes wall thickness, 0.032 inch Tubes spacing, 1 7/8 inch Tubes length, 13 m Number of tubes 65,400 Surface required, 98.477 m
Konfigurasi Peralatan pada Evaporator Shell diameter 20 m Shell material SA202 Gr B Shell thickness 1 ½ inch Tubes material B-338 Gr 2 (titanium) Tubes diameter 1 ½ inch Tubes wall thickness, 0.037 inch Tubes spacing, 1 7/8 inch Tubes length, 13 m Number of tubes 75,900 Surface required, 113.341 m
Spesifikasi Generator 4 Generators-37 MVA, 0.9pf-1800rpm 4 2000 A generator circuit breakers 2 1000 A generator circuit breakers 2 Auxiliary transformer units 4 Station service transformers 12 Motor control centers 1 Diesel generators 1 Starting battery 125 V 2 Battery chargers 37.5 KW 1 Inverter 60 KVA 120 V 12 480 V distribution panels 8 208/120 V distribution panels 1 DC power distribution panel
Grafik pengaruh diameter pipa air laut terhadap daya yang dihasilkan
Grafik rata rata daya listrik yang dihasilkan oleh turbin dan daya nett dalam setahun
Picture Shot Software RETscreen yang digunakan untuk analisa Tinjauan Finansial OTEC
Menggunakan bantuan RETscreen 4.1 didapatkan Grafik Aliran Dana Kumulatif OTEC
Kesimpulan: 1. Dari hasil perhitungan diketahui bahwa perubahan ukuran diameter pipa mempengaruhi besaran maksimum daya yang dihasilkan namun penambahan ukuran diameter pipa air laut akan berpengaruh signifikan terhadap daya yang dibutuhkan untuk memindahkan air laut ke generator sehingga secara keseluruhan daya yang dihasilkan akan terus berkurang drastis. 2 Diameter pipa yang efektif untuk membangkitkan daya untuk modul pembangkit listrik OTEC 25 MW adalah 3,2 m 3 a Month Wn 100 mw JAN 24.411,98 97647,94 FEB 24951,41 99805,62 MAR 24.546,84 98187,36 APR 25.355,97 101423,9 MAY 25.760,54 103042,1 JUN 25.611,74 102447 JUL 26.030,25 104121 AUG 25.221,12 100884,5 SEP 25.760,54 103042,1 OCT 25.086,26 100345 NOV 24.951,41 99805,62 DEC 24.411,98 97647,94 Daya rata rata yang dihasilkan adalah 100,7 MW
Kesimpulan: 4. Tinjauan finansial pembangunan pembangkit listrik dengan sistem konversi energi panas laut, yaitu apabila harga jual listrik yang ditetapkan oleh PLN sebesar US$ 0,08/kwh untuk swasta, maka perusahaan pengoperasi akan mendapatkan keuntungan setelah jangka waktu 6,6 tahun
Saran: 1 Perlu dilakukan perhitungan lebih mendalam mengenai parameter parameter apa saja yang berpengaruh terhadap daya yang dihasilkan pembangkit listrik tipe OTEC 2. Perlu dilakukan perhitungan mengenai pengaruh lingkungan terhadap pipa OTEC yang berdiameter sangat besar 3. perlu dilakukan perhitungan dan analisa mengenai struktur OTEC lepas pantai 4. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai Peningkatan sistem OTEC sehingga efisiensi daya yang dihasilkan lebih besar
TERIMA KASIH