Feeds:
Pos
Komentar

Archive for Februari, 2012

Soal 6.11

Pada siklus rankine dengan kombinasi rehrat dan regenerasi,uap air masuk turbin tekanan tinggi 4 MPa dan 500 derajat celcius. seluruh uap kemudian dikeluarkan pada tekanan 1 MPa untuk dipanaskan ulang sampai 500 derajat celcius. sejumlah uap hasil pemanasn ulang diekstraksi pada tekanan ini untuk keperluanpemanasan air pengisi ketel dan sisanya dimasukkan kembali ke turbin tekanan rendah. uap diekstraksi untuk kedua kalinya pada 0,4 MPa untuk pemanasan air pengisi ketel. bila tekanan kondensor 10 kPa tentukan efisiensi thermal siklus..

Iklan

Read Full Post »

Soal 6.1 (Buku Termodinamika Teknik oleh Effendy Arif edisi Pertama)

Ingin diketahui pengaruh tekanan kondensor terhadap prestasi siklus Rankine. Uap keluar ketel dan masuk turbin pada 4 MPa dan 400 derajat Celcius. Tentukan kualitas uap keluar turbin dan efisiensi termal untuk tekanan kondensor 5 kPa, 10 kPa, 50 kPa dan 100 kPa. Buat juga grafik kualitas uap keluar turbin dan efisiensi termal versus tekanan kondensor..

(Dijawab Oleh: Harman)

Dari hasil perhitungan diatas, dituangkan kedalam grafik seperti dibawah ini;

Analisa Grafik:

Dari grafik diatas terlihat bahwa kenaikan tekanan kondensor menyebabkan kualitas uap yang keluar turbin mengalami kenaikan pula. sedangkan efisiensi thermal dari siklus mengalami penurunan. Hal ini disebabkan karena…………..

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

Read Full Post »

PROSPEK ENERGI ARUS LAUT SEBAGAI SUMBER TENAGA LISTRIK DI SELAT-SELAT ANTAR PULAU SUNDA KECIL, INDONESIA

 

Oleh:

Subaktian Lubis*

e-mail: subaktianlubis@yahoo.com

Abstrak

Pulau-Pulau Sunda Kecil (Sunda Lesser) terletak memanjang di sebelah timur pulau Jawa mulai dari Bali sampai ke Timor. Pulau-pulau tersebut secara geologi memiliki perbedaan proses pembentukan yang signifikan, di bagian utara yaitu pulau Bali, Lombok, Sumbawa, Flores dan Wetar terbentuk secara volkanik, dan pulau-pulau bagian selatan termasuk Sumba, Timor dan Babar terbentuk secara non vulkanik. Selat-Selat ini merupakan perlintasan arus terpenting di bagian selatan Arus Lintas Indonesia (Arlindo). Di selat-selat ini terjadi arus berkecepatan relatif kuat, bukan saja akibat Arlindo tetapi juga pengaruh bentuk geometrik dan pasang surut musiman.

Kegiatan pengukuran arus laut telah dilaksanakan oleh Puslitbang Geologi Kelautan, Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, menggunakan peralatan sepasang Acoustic Doppler Current Profiler (ACDP). Pada umumnya, rata-rata kecepatan arus laut lebih dari 1,5 m/detik dengan durasi aliran 8-12 jam per hari, dan maksimum kecepatan mencapai 3,2 m/detik. Walaupun sampai saat ini di Indonesia sumber daya arus laut ini belum digunakan, tetapi telah membuktikan bahwa arus laut merupakan potensi penting untuk pengembangan listrik terutama untuk pemukiman wilayah pantai.

Prototype turbin vertikal modifikasi Gorlov juga telah diuji di selat Nusa Penida salah satu selat yang terletak antara pulau Nusa Penida dan Bali pada tahun 2009. Tujuan dari uji coba ini adalah menguji prototype energi arus T-Files pada skala kecil, untuk membuktikan performanya secara langsung di laut, dan menyempurnakan teknologi mencapai tahap yang bersaing dengan teknologi energi baru lainnya. Uji coba memperlihatkan keberhasilan implementasi dan memperoleh ”proven design” sebagai pembangkit listrik berdaya 0,8 kW/sel. Selain itu, uji coba ini juga memperlihatkan bahwa peralatan ini dapat dioperasikan pada kondisi arus lemah. Hasil uji coba ini dinilai sangat penting dalam rangka meningkatkan kepercayaan dalam mengembangkan energi laut sebagai sumber energi yang dapat dipercaya.

PROSPEKSI ARUS LAUT SEBAGAI PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK DI SELAT-SELAT ANTAR PULAU SUNDA LESSER, INDONESIA

I. PENDAHULUAN

1.1.       Energi Tenaga Arus Laut

Perkembangan teknologi pemanfaatan energi samudera khususnya arus laut sebagai energi baru terbarukan di dunia saat ini berkembang dengan pesat, seiring dengan meningkatnya tuntutan akan kebutuhan energi listrik masyarakat kawasan pesisir serta semakin maraknya issu pemanasan global yang mendorong untuk membatasi penggunaan bahan bakar hidrokarbon untuk pembangkit listrik.

Prinsip yang dikembangkan pada aplikasi teknologi pemanfaatan energi dari laut adalah melalui konversi tenaga kinetik masa air laut menjadi tenaga listrik. Tercatat beberapa negara telah berhasil melakukan instalasi pembangkit energi listrik dengan memanfaatkan energi arus dan pasang surut, mulai dari prototype turbin pembangkit hingga mencapai turbin skala komersial dengan kapasitas 1,2 MW/turbin, seperti yang telah dibangun di Skotlandia, Swedia,  Perancis, Norwegia, Inggris, Irlandia Utara, Australia, Italia, Korea Selatan dan Amerika Serikat.

Berdasarkan rasio kelistrikan nasional, kondisi kelistrikan diIndonesiasaat ini masih dirasakan belum memenuhi azas berkeadilan dan pemerataan. Hal ini dapat dipahami karena ketersediaan listrik dari waktu ke waktu selalu lebih kecil dari kebutuhan yang terus meningkat. Selain itu, kendala lain yang nampaknya masih belum ditetapkan adalah tentang status pengelolaan listrik khusussnya sebagai energi baru terbarukan sebagai infrastruktur dasar (sebagaimana jalan, jembatan, pelabuhan, dsb.) untuk pemicu perekonomian atau status listrik sebagai sebuah komoditas. Beberapa prakarsa telah diajukan, salah satu pilihan adalah menetapkan bahwa pembangkit listrik yang menggunakan sumber daya alam pulih atau terbarukan (tanpa bahan bakar tertentu), seyogiyanya diperlakukan sebagai listrik infrastruktur dasar bagi masyarakat di wilayah terpencil, sedangkan pembangkit listrik yang dibangun di pulau-pulau dan kota-kota besar yang telah mapan dan berkualitas berbahan-bakar tertentu sebaiknya ditetapkan sebagai komoditas.

1.2.       Rasio Elektrifikasi

Rasio elektrifikasi di Indonesia sampai tahun 2010 dilaporkan baru mencapai sekitar 60-70%, namun di kawasan Indonesia Bagian Timur belum mencapai 45%. Tingkat penggunaan listrik bagi masyarakat yang lazim dinyatakan dalam konsumsi listrik per kapita, juga tercatat masih belum cukup memadai. Sebagai pembanding, data tahun 2005-an di Amerika Serikat dengan Gross Domestic Product (GDP) masyarakat rata-rata sekitar US$ 35.000,- pertahun maka konsumsi listriknya mencapai 10.000 kWh; Masyarakat Uni Eropa dengan GDP rata-rata masyarakat US$ 18.800,-  konsumsi listriknya sekitar 5.700 kWh; Singapura dan Malaysia  dengan GDP masyarakat rata-rata US$ 4.000,- – US$ 6.000,- konsumsi listriknya sekitar 3.000 kWh; sedangkan di Indonesia jika dibagi rata-rata jumlah penduduk hanya mencapai 500 kWh, inipun dengan catatan bahwa pada kenyataannya masyarakat yang menikmati listrik ini baru mencapai sekitar 65% saja.

Perkembangan teknologi pemanfaatan energi baru terbarukan, khususnya pemanfaatan radiasi sinar matahari, angin, arus laut, gelombang, dan ocean thermal energy conversion (OTEC) sebagai energi baru terbarukan di dunia saat ini mulai berkembang dengan pesat, seiring dengan meningkatnya tuntutan akan kebutuhan energi listrik masyarakat kawasan terpencil terutama di kawasan pesisir. Selain itu, semakin maraknya issu pemanasan global yang mendorong untuk membatasi penggunaan bahan bakar hidrokarbon telah memicu pemanfaatan energi non-fosil walaupun masih dalam kualitas yang tidak sebaik energi fosil.  Namun demikian, upaya untuk penyediaan listrik bagi masyarakat pulau-pulau kecil terpencil ini telah mulai digulirkan yaitu dengan target 100 pulau pada tahun 2010, dan selanjutnya secara bertahap melistriki sekitar 1.000 pulau Indonesia Bagian Timur terutama melalui pengadaan pembangkit energi baru terbarukan (PLN, 2009).

II.      KEBIJAKAN ENERGI NASIONAL

 

Langkah yang dilakukan pemerintah untuk mengantisipasi kelangkaan/krisis energi di Indonesia antara lain melalui Peraturan Pemerintah No. 3/2005, Peraturan Pemerintah No. 5 tahun 2006 Tentang Kebijakan Energi Nasional, Cetak Biru Pengelolaan Energi Nasional 2005 – 2025, Kebijakan Strategis Nasional Pembangunan Iptek, serta Kebijakan Nasional Eksploitasi Laut yang menekankan sustainabilitas energi melalui penciptaan dan pemanfaatan sumber energi terbarukan.  Pada Blue Print Energy Management 2020, antara lain menjelaskan bahwa pada tahun 2020, diharapkan sekitar 90% dari seluruh rumah tangga telah memperoleh pelayanan listrik; dan setiap tahun dilakukan penambahan 450 MW/tahun; serta 5% listrik akan terpenuhi oleh listrik dari sumber energi terbarukan. Berdasarkan Blue Print Energy Management, target bauran energi akan dioptimalkan, sehingga pada tahun 2025  komposisi energi diharapkan menjadi 33% batubara, 30% gas, 20% minyak bumi dan 17% energi baru terbarukan.

Kebijakan Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (DESDM) dalam menjawab isu nasional mengenai energi dengan diversifikasi energi adalah penganekaragaman penyediaan dan pemanfaatan berbagai sumber energi baru, salah satunya adalah sumber energi kelautan yaitu arus laut (DESDM, 2005), terutama untuk wilayah-wilayah terpencil dan pulau-pulau kecil yang tidak terjangkau jaringan listrik nasional khususnya di selat-selat diantara pulau-pulau Sunda Kecil (Sunda Lesser) .

 

III.   PROSPEK ENERGI ARUS LAUT DI PERAIRAN INDONESIA

Kecepatan arus pasang-surut di perairan pantai-pantai Indonesia umumnya kurang dari 1,5 m/detik, kecuali di selat-selat diantara pulau-pulau Sunda Kecil seperti di selat Bali, Lombok, dan Nusa Tenggara Timur, kecepatan signifikannya bisa mencapai 2,5 – 3,4 m/detik (Sudjono, 2007; Yuningsih et al, 2008; Mirayosi, 2009).

Arus pasang-surut terkuat yang tercatat di Indonesia adalah di Selat antara Pulau Taliabu dan Pulau Mangole di Kepulauan Sula, Propinsi Maluku Utara, mencapai kecepatan 5,0 m/detik, namun durasinya hanya mencapai 2-3 jam per hari.

Pulau-Pulau Sunda Kecil (Sunda Lesser) terletak memanjang di sebelah timur pulau Jawa mulai dari Bali sampai ke Timor. Secara geologi Pulau-pulau tersebut memiliki perbedaan proses pembentukan yang signifikan, di bagian utara yaitu pulau Bali, Lombok, Sumbawa, Flores dan Wetar terbentuk secara volkanik, dan pulau-pulau bagian selatan termasuk Sumba, Timor dan Babar terbentuk secara non vulkanik yaitu akibat pengangkatan tumbukan lempeng benua Australia terhadap lempeng busur Banda. Selat-Selat ini merupakan perlintasan arus terpenting di bagian selatan Arus Lintas Indonesia (Arlindo). Di selat-selat ini terjadi arus berkecepatan relatif kuat, bukan saja akibat Arlindo tetapi juga pengaruh bentuk geometrik dan pasang surut musiman (Gordon, 1995; Gordon et al, 1996; Susanto et al, 2000).

Berbeda dengan energi gelombang laut yang hanya terjadi pada kolom air di lapisan permukaan saja, arus laut bisa terjadi sampai pada lapisan yang lebih dalam dan bahkan sampai ke dasar laut. Kelebihan karakter fisik arus laut ini memberikan peluang yang lebih optimal dalam pemanfaatan konversi energi kinetik menjadi energi listrik.

Road map penelitian karakteristik arus laut serta estimasi daya listrik yang telah dilaksanakan oleh PPPGL sampai tahun 2011 di perairan Sunda Kecil atau Nusa Tenggara Timur, seperti yang ditunjukkan table dibawah ini.

ENERGI ARUS LAUT Selat          Lombok Selat Nusa Penida

 

Selat Larantuka

 

Selat        Pantar

 

Selat Molo

 

Kecepatan Arus (m/det) 1,8 – 8-2,4 0,5 – 3,2 1,5 -3 ,4 1,5 – 3,1 1,7 – 3,5
Luas Turbin  (m2) 15 40 40 40 40
Daya Listrik (kW/cel) 70 – 150 200 – 400 60 – 450 50 – 250 65 – 440
Tahun Penelitian 2005, 2006 2007,  2009 2008 2010 2011

Kelebihan tenaga arus laut dibandingkan dengan sumber energi konvensional atau energi terbarukan lainnya yaitu densitas air laut 800 kali densitas udara sehingga untuk menghasilkan daya energi yang sama maka ukuran diameter turbin energi arus laut akan jauh lebih kecil dari turbin angin sehingga tidak memerlukan penggunaan lahan yang luas seperti sumber energi angin. Selain itu, turbin arus laut juga tidak memerlukan perancangan untuk kondisi atmosfer yang ekstrim seperti turbin angin karena keadaan di bawah air relatif konstan, sehingga dapat diprediksi secara tepat karena kejadiannya merupakan fenomena alam yang berkala.

Berdasarkan data yang dikeluarkan oleh Asosiasi Energi Laut Indonesia (ASELI) pada kongres II bulan September 2011, secara hipotetik, total sumber daya energi laut nasional sangat cukup berlimpah yaitu mencapai 727.000 MW.  Namun demikian, potensi energi laut yang dapat dimanfaatkan dengan menggunakan teknologi sekarang dan secara praktis memungkinkan untuk dikembangkan, berkisar antara 49.000 MW, diantaranya 4800 MW dari tenaga arus laut (situs esdm.go.id tanggal 20 September 2011).

IV.     METODA KONVERSI ENERGI ARUS LAUT

Pengembangan teknologi ekstraksi energi arus laut lazimnya dilakukan dengan mengadopsi prinsip teknologi energi angin yang telah lebih dulu berkembang, yaitu dengan mengubah energi kinetik arus laut menjadi energi rotasi dan energi listrik. Daya yang dihasilkan oleh turbin arus laut jauh lebih besar dari pada daya yang dihasilkan oleh turbin angin, karena rapat massa air laut hampir 800 kali rapat massa udara (Thomas, 1991). Kapasitas daya yang dihasilkan dapat dihitung dengan pendekatan matematis yang memformulasikan daya yang melewati suatu permukaan atau luasan. Misalkan suatu aliran fluida yang menembus suatu permukaan A dalam arah yang tegak lurus permukaan, maka rumus umum yang digunakan adalah formulasi Fraenkel (1999) yaitu:

dimana  P= daya (watt);

ρ= rapat massa air (kg/m³);

 A= luas penampang (m²); dan

 V= kecepatan arus (m/s).

V.       PILOT PLANT  PENGEMBANGAN ENERGI ARUS LAUT DI INDONESIA

Penelitian karakteristik arus laut yang telah dilakukan oleh Puslitbang Geologi Kelautan (PPPGL) diawali pada tahun 2005 berkolaborasi dengan Program Studi Oceanografi ITB. Pengukuran arus laut dilakukan menggunakan ADCP (Accoustic Doppler Current Profiler) di Selat Lombok dan Selat Alas dalam kaitan dengan rencana penyiapan lokasi dan instalasi untuk Turbin Kobold buatan Italia yang berkapasitas 300 kW di bawah koordinasi Kementerian Riset dan Teknologi (Masduki, 2006).

Sejak tahun tahun  2006 – 2011 telah dilaksanakan penelitian karakteristik arus laut di berbagai selat di Nusa Tenggara Timur, yaitu di Selat Lombok , Selat Alas, Selat Nusa Penida, Selat Flores, Selat Pantar, dan Selat Molo. Hasil kompilasi data arus dari BPPT diperoleh paling sedikit ada 20 selat di Indonesia yang memiliki prospek untuk dimanfaatkan sebagai energy arus laut (Erwandi, 2011).

Prototipe turbin pertama telah dibangun secara kemitraan bersama Kelompok Teknik T-Files ITB dan PT Dirgantara Indonesia, dengan mengadopsi dan memodifikasi model turbin Gorlov skala kecil (0,8 kW/cel). Kelompok T-Files ITB adalah kelompok mahasiswa yang terdiri dari berbagai latar belakang keilmuan yang secara langsung dibimbing oleh  Prof. Iskandar Alisyahbana (Alm), mengembangkan berbagai jenis pembangkit listrik tenaga arus laut skala kecil menggunakan generator type PMG (Permanent Magnet Generator).

Keuntungan menggunakan Generator Type PMG:

  • Dapat bekerja pada RPM rendah (40 – 60 RPM)
  • Loses eksitasi dapat dihindari
  • Pole pitch yang dihasilkan lebih kecil
  • Tahan korosi (iron less)

Salah satu prototipe perangkat pembangkit listrik hasil rakitan perdana telah diuji-coba di kolam uji PPPGL Cirebon dan tahun 2008, dilanjutkan dengan uji lapangan tahun 2009 di Selat Nusa Penida sehingga telah berhasil memperoleh “proven design” yang cocok untuk diterapkan pada perairan yang berkarakteristik selat (arus pasang surut).

Prototipe dalam skala besar (> 80 kW) direncanakan akan dilaksanakan pada tahun 2012-2014 oleh institusi terkait lainnya yang berkewenangan (Ditjen Energi Baru, Terbarukan dan Konservasi Energi, Puslitbangtek EBTKE, Kementerian Ristek, BPPT, dsb.) untuk mengembangkan dan meningkatkan status skala prototipe menjadi skala pilot dan skala komersial.  Diharapkan pada tahun 2025 energi listrik tenaga arus laut yang dihasilkan dari berbagai pembangkit (PLTAL) akan menunjang pencapaian proporsi 5% berbagai energi terbarukan dari sasaran kebijakan energi 25% bauran energi Indonesia, sesuai dengan visi bauran energi 25-25.

Beberapa “success story” pembangunan PLTAL yang telah dilakukan oleh berbagai negara maju seperti Sea Flow dan Sea Snail (Inggris), SeaGen (Irlandia), Clean Current Mark III (Canada), Kobold dan Marcee (Italia), memperlihatkan bahwa energi dari laut ini telah berhasil dikembangkan menjadi pembangkit yang berskala komersial dengan kapasitas terpasang 300kW – 2,0 MW per unit pembangkit.

VI.    KESIMPULAN

Selat-selat antar pulau-pulau Sunda Kecil umumnya memiliki arus berkecepatan relatif kuat, bukan saja akibat penyempitan lintasan Arlindo tetapi juga pengaruh bentuk geometrik dan pasang surut musiman. Pada umumnya, rata-rata kecepatan arus laut lebih dari 1,5 m/detik dengan durasi aliran 8-12 jam per hari, dan maksimum kecepatan mencapai 3,5 m/detik.

Hasil uji coba pilot plant T-Files type turbin Gorlov memperlihatkan keberhasilan dan memperoleh ”proven design” sebagai pembangkit listrik berdaya 0,8 kW/sel. Selain itu, uji coba ini juga memperlihatkan bahwa peralatan ini dapat dioperasikan pada kondisi arus lemah.

Salah satu isu nasional mengenai diversifikasi energi adalah penganekaragaman penyediaan dan pemanfaatan berbagai sumber energi baru termasuk energi arus laut. Sumber daya arus laut sampai saat ini secara hipotetik teknik mencapai 4800 MW sayangnya masih belum prioritas untuk dimanfaatkan, padahal telah dibuktikan bahwa arus laut mempunyai potensi yang cukup signifikan untuk penyediaan listrik di pedesaan wilayah pantai terpencil dan pulau-pulau kecil yang tidak terjangkau jaringan listrik nasional, khususnya di selat-selat berpotensi seperti pulau-pulau Sunda Kecil (Sunda Lesser) .

DAFTAR PUSTAKA

 

DESDM, 2005. Diversifikasi Energi. ”Energi Kelautan sebagai Alternatif Baru”. DESDM disampaikan pada Seminar Pembangunan Ekonomi Kemaritiman 15 Maret 2005, Jakarta

Erwandi, 2011. Potensi Listrik Arus Laut Nusatenggara. Harian Ekonomi Neraca Pedagangan, Jakarta, 27 April 2011.

Fraenkel, P.,1999, Power from Marine Currents, Marine Currents Turbines Ltd. London, UK.

Gordon, A. L., 1995: When is “Appearance” Reality? Indonesian throughflow is in fact primarily derived from North Pacific water masses, J. Phys. Oceanogr., vol. 25.

Gordon, A. L., and R. Fine, 1996: Pathways of water between the Pacific and Indian Oceans in the Indonesian Seas, Nature, vol. 379.

Masduki, A. dan Mira Yosi, 2006, Laporan Arus Laut Untuk Listrik Daerah Lombok Timur, Kerjasama Ristek  dan  Puslitbang Geologi Kelautan, (unpublished)

Mirayosi, 2009. Laporan Cruise: South China Sea – Indonesian Seas Transport/Exchange (SITE) and Impacts on Seasonal Fish Migration in the Dynamic of Sunda Strait. Marine Geological Institute, Bandung.

Sudjono, E, A. Yuningsih, dan T. Suprijo, 2007, Studi Awal Potensi Arus Laut sebagai Energi Alternatif untuk Pembangkit Listrik di Selat Lombok, P3GL & ITB.

Susanto, R. D., A. L. Gordon, J. Sprintall, and B. Herunadi, 2000: Indonesian Through Flow, Intraseasonal variability and Tides in Makassar Strait, Geophys. Res. Lett.

Thomas, K., 1991. Low Speed Energy Conversion from Marine Currents, Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 287, ISBN 978-91-554-7063-0

Yuningsih, A. Masduki, B. Rachmat, P. Astjario, M. Akrom, E. Usman, and I. N. Astawa, 2008, Penelitian Potensi Energi Arus Laut sebagai Pembangkit Listrik bagi Masyarakat Pesisir di Selat Badung – Nusa Penida, Bali, P3GL, (unpublished).

Read Full Post »

Bagi yang memerlukan Buku teks ataupun sekedar buat referensi seperti yang terdapat dibawah ini, dapat menghubungi Saya.

HEAT AND MASS TRANSFER 

(Fundamentals and Applications)

Author: Yunus A. Cengel and Afshin J. Ghajar 

Number of pages: 900 Pages

With DVD for solution to selected text problems

 

===========================================================

GEOTHERMAL POWER PLANTS 

(Principles, Applications, Case Studies and Environmental Impact)

Author: Ronald DiPippo

Number of pages: 493 Pages

=========================================================

FLUID DYNAMICS

Author: James W. Daily and Donald R. F. Harleman

Number of pages: 454 Pages

 

Read Full Post »

Jawaban Bu Yolanda no. 4.15

Read Full Post »

Read Full Post »