MAKALAH PERANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL (PLTD) Diajukan Untuk Salah Satu Syarat Kelulusan Mata Kuliah Perancangan Energi Elektrik Disusun Oleh : Jauzie Arief (11-2010-001) Eful Syaeful B (11-2010-037) Andrini Mahar P (11-2010-055) JURUSAN TEKNIK ELEKTRO SUB JURUSAN TEKNIK TENAGA LISTRIK FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL BANDUNG 2015
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
MAKALAH
PERANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL
(PLTD)
Diajukan Untuk Salah Satu Syarat Kelulusan Mata Kuliah Perancangan Energi Elektrik
Disusun Oleh :
Jauzie Arief (11-2010-001)
Eful Syaeful B (11-2010-037)
Andrini Mahar P (11-2010-055)
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
SUB JURUSAN TEKNIK TENAGA LISTRIK
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
BANDUNG
2015
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Di era modern seperti sekarang, listrik merupakan salah satu kebutuhan yang
pokok bagi kehidupan. Banyak daerah-daerah terpencil di Indonesia yang belum
mendapat pasokan energi listrik yang cukup untuk kebutuhan sehari-hari. Keterbatasan
pasokan listrik ini disebabkan penggunaan listrik yang berlebihan dalam kehidupan
sehari-hari baik itu di rumah tangga, perusahaan maupun industri.
Untuk menanggulangi keterbatasan pasokan listrik ini, maka banyak di dirikan
pembangkit-pembangkit listrik di Indonesia, salah satunya adalah Pembangkit Listrik
Tenaga Diesel (PLTD). Pembangkit listrik ini (PLTD) biasanya menggunakan bahan
bakar minyak bumi. Sistem penggerak yang digunakan tanpa generator. Listrik yang
dihasilkan dari pembangkit ini mengalami proses siklus energi, yaitu dari bahan bakar
(minyak bumi) menjadi energi magnet, kemudian baru menghasilkan energi listrik.
Energi arus panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar (minyak bumi), diubah
menjadi energi mekanikal yang dapat menggerakan atau memutar generator.
Ada beberapa faktor yang dapat di jadikan pertimbangan dalam suatu siklus
energi, seperti halnya jenis sumber energi yang akan dipakai dalam proses pembakaran,
dan juga jenis mesin yang akan digunakan pada proses ini, apakah itu boiler uap atau
motor diesel.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan didapat dari latar belakang tersebut antara lain :
1. Apa yang dimaksud dengan PLTD?
2. Apa jenis-jenis mesin diesel pada PLTD?
3. Apa saja komponen atau perlengkapan dan fungsinya?
4. Bagaimana cara kerja dari PLTD?
5. Apa kelebihan dan kekurangan dari PLTD?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut
1. Mahasiswa mengerti apa yang dimaksud dengan PLTD
2. Mahasiswa mampu memahami jenis-jenis mesin PLTD
3. Mahasiswa mengerti komponen-komponen yang terletak pada PLTD beserta
fungsinya
4. Mahasiswa mengerti dan memahami cara kerja dari PLTD
5. Mahasiswa mengerti kelebuihan dan kekurangan dari PLTD
1.4 Manfaat
Adapun manfaat dari penulisan ini adalah sebagi makalah ini diharapkan dapat
memberi sumbangan teoritis terkait Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) pada
mahasiswa dan khalayak umum supaya yang berkecimpung dalam bidang listrik
khusunya pada konsentrasi sistem tenaga listrik bisa lebih memahami PLTD.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) adalah pembangkit listrik yang
menggunakan mesin diesel sebagai penggerak pemula (Prime Mover). Prime mover
merupakan alat yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan
untuk memutar rotor generator.
PLTD merupakan suatu instalasi pembangkit listrik yang terdiri dari suatu unit
pembangkit (SPD) dan sarana pembangkitan. Mesin Diesel adalah penggerak utama
untuk mendapatkan energi listrik yang kemudian dikeluarkan oleh Generator . Pada mesin
Diesel Energi Bahan bakar diubah menjadi energi mekanik dengan proses pembakaran di
dalam mesin itu sendiri. Mesin Diesel pada saat ini sudah banyak mengalami
perkembangan dalam pemakaian untuk angkutan darat dan laut, kemudian pembangkitan
dalam daya kecil dan menengah bahkan sampai daya besar sudah ada yang
menggunakannya.
Unit PLTD adalah kesatuan peralatan-peralatan utama dan alat-alat bantu serta
perlengkapannya yang tersusun dalam hubungan kerja, membentuk sistem untuk
mengubah energi yang terkandung didalam bahan bakar minyak menjadi tenaga mekanis
dengan menggunakan mesin diesel sebagai penggerak utamanya dan seterusnya tenaga
mekanis tersebut diubah oleh generator menjadi tenaga listrik.
PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai puluhan MW. Jika
perkembangan pemakaian tenaga listrik telah melebihi 100 MW, penyediaan listrik yang
menggunakan PLTD tidak lagi ekonomis sehingga harus di bangun pusat listrik lain.
Untuk melayani beban PLTD dengan kapasitas di atas 100 MW akan tidak ekonomis
karena unitnya menjadi banyak, mengingat unit PLTD yang terbesar di pasaran sekitar
12,5 MW.
Unit-unit pembangkit diesel di pasaran umumnya mempunyai putaran (untuk
frekuensi 50 Hertz) dari 300 putaran per menit sampai dengan 1.500 putaran per menit
(ppm). Dengan memperhatikan buku petunjuk pabrik, mesin-mesin yang mempunyai
nilai ppm rendah, sampai dengan 500 ppm, dapat menggunakan bahan bakar minyak
(BBM) kualitas No. 2 yaitu Intermediate Diesel Oil (IDO) dan kualitas No. 3 yaitu
Marine Fuel Oil (MFO). Jika memakai MFO harus di panaskan terlebih dahulu agar
tercapai viskositas yang cukup rendah. Apabila menggunakan IDO, maka tidak perlu
pemanansan terlebih dahulu. Mesin diesel dengan ppm di atas 500 ppm harus
menggunakan BBM kualitas No. 1 yaitu High Speed Oil (HSO).
2.2 Penggunaan dan Faktor-faktor Pertimbangan Pilihan Pembangkit Listrik Tenaga
Diesel (PLTD)
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) biasanya digunakan untuk memenuhi
kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama di daerah-daerah yang terpencil atau
untuk listrik pedesaan dan bisa juga digunakan untuk memasok kebutuhan listrik di suatu
pabrik atau industri.
PLTD cocok untuk lokasi dimana pengeluaran bahan bakar rendah, persediaan air
terbatas, minyak sangat murah dibandingkan dengan batubara dan semua beban besarnya
adalah seperti yang dapat ditagani oleh mesin pembangkit dalam kapasitas kecil, serta
dapat berfungsi dalam waktu yang singkat.
Kegunaan utama PLTD adalah penyedia daya listrik yang dapat berfungsi untuk :
- Pusat pembangkitan
- Cadangan (Stand by plant)
- Beban puncak
- Cadangan untuk keadaan darurat (emergency)
Faktor-faktor yang merupakan pertimbangan piihan sesuai untuk PLTD antara lain
- Jarak dari beban dekat
- Persediaan areal tanah dan air
- Pondasi
- Pengangkutan bahan bakar
- Kebisingan dan kesulitan lingkungan
2.3 Jenis-jenis Mesin Diesel
2.3.1 Mesin Diesel 2 Langkah
Mesin diesel 2 langkah adalah mesin yang setiap langkahnya terjadi satu
kali langkah bertenaga dengan dorongan gas hasil ledakan/pembakaran. Secara
teoritis mesin 2 Langkah dengan dimensi dan jumlah putaran per detik yang sama
seperti pada mesin 4 langkah, maka mesin 2 langkah ini akan menghasilkan daya
2 kali lebih besar. Namun dalam praktik, angka 2 kali lebih besar untuk daya yang
di dapat pada mesin diesel 2 langkah tidak tercapai (hanya sekitar 1,8 kali). Hal ini
disebabkan karena pembilasan ruang bakar silinder mesin diesel 2 langkah tidak
sebersih pada mesin diesel 4 langkah sehingga proses pembakarannya tidak
sempurna seperti pada mesin diesel 4 langkah. Maka efisiensi mesin 2 langkah ini
tidak sebaik efisiensi pada mesin diesel 4 langkah. Pada pemakaian bensinnya pun
lebih boraos dibanding mesin diesel 4 langkah. Mesin 2 langkah ini biasanya lebih
cocok digunakan pada keperluan yang memerlukan penghematan ruangan, seperti
pada lokomotif kereta api atau pada kapal laut.
Adapun Cara kerja dari mesin diesel 2 langkah ini adalah sebagai berikut
1. Langkah 1A Charging
Pada permulaan gerakan, piston akan bergerak keatas sedangkan P dan E
dalam keadaan terbuka. Udara bertekanan dari karter akan masuk ke silinder
dan meniup sisa gas pembakaran melalui E.
Gambar 2.1. Carging
2. Langkah 1B Compression
Piston akan bergerak ke atas, P dan E dalam keadaan tertutup oleh dinding
piston. Udara bersih yang berada dalam silinder akan dimampatkan.
Kemudian bahan bakar disemprotkan dan akan terjadi ledakan.
Gambar 2.2. Compression
3. Langkah 2A Combustion
Piston akan bergerak ke bawah dengan dorongan gas yang diledakkan
Gambar 2.3. Combustion
4. Langkah 2B Exhaust
Pada bagian akhir gerakan, piston akan bergerak ke bawah dimana E sudah
terbuka sehingga gas hasil pembakaran mulai keluar karena efek dari aktifitas
pemompaan.
Gambar 2.4. Exhaus
2.3.2 Mesin Diesel 4 Langkah
Mesin diesel 4 langkah merupakan mesin yang setiap 4 langkah terjadi
satu kali langkah bertenaga dengan dorongan gas hasil pembakaran/ledakan. Atau
dengan kata lain prinsip kerja mesin diesel 4 langkah adalah proses kerja mesin
untuk menghasilkan 1 kali pembakaran (usaha/kerja) torak bergerak 4 kali.
Gerakan torak yang menghasilkan kerja atau usaha berlangsung secara berurutan
dan terus menerus maka kegiatan untu menghasilkan kerja/usaha tersebut disebut
siklus. Proses pembakaran pada mesin diesel 4 langkah lebih sempurna daripada
mesin 2 langkah, karena pada proses pembilasan ruang bakar di silinder mesinnya
bersih. Pada mesin diesel 4 langkah pemakaian bahan bakarnya lebih hemat dan
masalah ruangan pun tidak menjadi soal. Cara kerja mesin diesel 4 langkah adalah
sebagai berikut:
1. Langkah Isap
Pada langkah ini piston bergerak dari TMA ( Titik Mati Atas ) ke TMB ( Titik
Mati Bawah ). Saat piston bergerak ke bawah katup isap terbuka yang
menyebabkan ruang didalam silinder menjadi vakum, sehingga udara murni
langsung masuk ke ruang silinder melalui filter udara.
Gambar 2.5. Langkah isap
2. Langkah Kompresi
Pada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju TMA dan kedua katup
tertutup. Karena udara yang berada di dalam silinder didesak terus oleh piston,
menyebabkan terjadi kenaikan tekanan dan temperatur, sehingga udara di
dalam silinder menjadi sangat panas. Beberapa derajat sebelum piston
mencapai TMA, bahan bakar di semprotkan ke ruang bakar oleh injector yang
berbentuk kabut.
Gambar 2.6. Langkah Kompresi
3. Langkah Usaha
Pada langkah ini kedua katup masih tertutup, akibat semprotan bahan bakar di
ruang bakar akan menyebabkan terjadi ledakan pembakaran yang akan
meningkatkan suhu dan tekanan di ruang bakar. Tekanan yang besar tersebut