Binary Cycle

Annual Report Nama           :  Nim              :  Kelas           :  May, 2o 2015

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi adalah pembangkit listrik yang menggunakan panas bumi sebagai sumber energinya. Listrik dari tenaga panas bumi saat ini digunakan di 24 negara^[1], sementara pemanasan memanfaatkan panas bumi digunakan di 70 negara.^[2] Perkiraan potensi listrik yang bisa dihasilkan oleh tenaga panas bumi berkisar antara 35 s.d. 2.000 GW.^[2] Kapasitas di seluruh dunia saat ini adalah 10.715 megawatt (MW), dengan kapasitas terbesar di Amerika Serikat sebesar 3.086 MW,^[3] diikuti oleh Filipina dan Indonesia. India sudah mengumumkan rencana untuk mengembangkan pembangkit listrik tenaga panas bumi pertamanya di Chhattisgarh.^[4]

Tenaga panas bumi dianggap sebagai sumber energi terbarukan karena ekstraksi panasnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan muatan panas bumi. Emisi karbondioksida pembangkit listrik tenaga panas bumi saat ini kurang lebih 122 kg CO₂ per megawatt-jam (MW·h) listrik, kira-kira seperdelapan dari emisi pembangkit listrik tenaga batubara.^[5]

Indonesia dikaruniai sumber panas Bumi yang berlimpah karena banyaknya gunung berapi di Indonesia. Dari pulau-pulau besar yang ada, hanya pulau Kalimantan saja yang tidak mempunyai potensi panas Bumi.

Untuk membangkitkan listrik dengan panas Bumi dilakukan dengan mengebor tanah di daerah yang memiliki potensi panas Bumi untuk membuat lubang gas panas yang akan dimanfaatkan untuk memanaskan ketel uap (boiler) sehingga uapnya bisa menggerakkan turbin uap yang tersambung ke generator. Untuk panas bumi yang mempunyaitekanan tinggi, dapat langsung memutar turbin generator, setelah uap yang keluar dibersihkan terlebih dahulu.

Eksplorasi dan eksploitasi panas bumi untuk pembangkit energi listrik tergolong minim. Untuk menghasilkan energi listrik, pembangkit listrik tenaga panas bumi hanya membutuhkan area seluas antara 0,4 - 3 hektare. Sedangkan pembangkit listrik tenaga uap lainnya membutuhkan area sekitar 7,7 hektare.^[6] Hal ini menjawab kecemasan masyarakat mengenai dampak lingkungan eksploitasi panas bumi

BINARY CYCLE

Perkembangan teknologi pembangkit pada saat ini cukup pesat sehingga tercipta peluang untuk memanfaatkan kembali gas buang PLTD yang beftemperatur rata-rata antara 200^oC – 400^oC untuk menggerakkan turbin uap berbasis Organic Rankine Cycle (ORC) sehingga digunakan sebagai tambahan sumber listrik. Pemanfaatan gas buang tersebut dapat dilakukan melalui sistem binary yakni penggunaan kembali gas buang PLTD sebagai sumber panas ORC. Adanya peluang pemanfaatan gas buang tersebut menjadi latar belakang dan tujuan studi ini.

Metode yang akan dilakukan dalam studi ini dibagi menjadi 2 (dua) yaitu metode analisis termodinamika dan metode engineering design dengan langkah-langkah studi adalah pengumpulan data, perhitungan termodinamika untuk mengevaluasi kinerja PLTD eksisting, perhitungan termodinamika sistem binary PLTD dan Organic Rankine Cycle, analisa hasil perhitungan termodinamika sistem binary case study PLTD.

Hasil studi menunjukan bahwa pada prinsipnya gas buang Genset dapat di recovery dengan Organic Rankine Cycle (ORC) untuk menghasilkan tambahan daya listrik sehingga secara keseluruhan efisiensi siklus binary Diesel-ORC lebih tinggi dibanding siklus Diesel saja. Dari ketiga fluida yang ada, fluida R-113 menghasilkan efisiensi siklus yang tertinggi dibandingkan R-123 dan R-141b . Sistem pendingin yang memberikan efisiensi siklus terbaik adalah sistem air-cooled padatemperatur 24^oC.

Hasil perhitungan peluang penambahan daya dari pemanfaatan gas buang Genset PLTD ini adalah sebesar 289 kW sampai dengan 357 kW untuk setiap PLTD berkapasitas 8 MW. Penambahan daya yang dapat dikembangkan dengan pemakaian ORC ini tergantung pada beberapa faktor antara lain efisiensi isentropic ORC, fluida kerja yang dipakai dalam ORC, pendinginan yang dipakai dan kondisi temperatur lingkungan. Hasil perhitungan efisiensi siklus binary yang dapat dicapai sekitar 47 ,56 % hingga 47,97% sehingga kenaikan efisiensi sistem adalah sekitar 2%.