TEKNOLOGI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI
Asep Andi Suryandi (23212059)
Eko Aptono Tri Yuwono (23212092) Mahasiswa S2 Teknik Elektro
Konsentrasi Teknik Tenaga Listrik
Institut Teknologi Bandung
Abstrak-Paper ini menjabarkan potensi energi panas bumi di
Indonesia serta pemanfaatannya sebagai pembangkit listrik. Jenis
energi panas bumi dan teknologi pembangkitan serta prosesnya akan
turut dijelaskan. Dari beberapa hal tersebut akan dapat diketahui
teknologi pembangkitan yang paling tepat untuk digunakan didasarkan
pada sumber energi panas bumi yang akan dimanfaatkan. Akan
dijelaskan pula salah satu contoh teknologi PLTP binary cycle
dengan sistem modularKata kunci-Energi panas bumi; teknologi
pembangkitan, sistem modularI. PENDAHULUANEnergi panas bumi adalah
energi panas yang tersimpan dalam batuan dibawah permukaan bumi dan
fluida yang terkandung di dalamnya. Energi panas bumi merupakan
sumber daya alam yang dapat diperbarui, dan relatif ramah terhadap
lingkungan sehingga mempunyai potensi yang cukup besar untuk dapat
dimanfaatkan dan mengurangi pemakaian energi yang tidak dapat
diperbarui dan kurang ramah terhadap lingkungan seperti batu
bara.II. PROSES PEMBENTUKAN PANAS BUMIStruktur bumi terdiri dari
lapisan kerak bumi, mantel, dan inti bumi pada bagian paling dalam.
Semakin kedalam atau mendekati inti bumi, tekanan dan temperature
semakin tinggi. temperatur inti bumi berkisar 5000oC. Panas pada
inti bumi ini ditransfer ke lapisan diatasnya melalui proses
konduksi, batuan yang mempunyai titik lebur lebih rendah dari
temperatur yang diterima dari inti bumi akan meleleh dan lelehan
batuan ini yang kita sebut dengan magma.
Gambar 1. Proses Terjadinya Panas BumiAir hujan yang meresap
pada permukaan bumi apabila bersentuhan atau mengalami konduksi
dengan batuan panas bumi akan mengalami kenaikan temperatur dan
tekanan. Air yang telah mengalami kenaikan temperatur dan tekanan
akan mencari jalan menuju permukaan bumi melalui celah celah batuan
bumi. Diantara air tersebut ada yang berhasil menuju permukaan bumi
dan menghasilkan sumber air panas atau geyser yang dapat
dimanfaatkan untuk sumber air panas, pembangkit maupun keperluan
lainnya. Sebagian air dalam perut bumi tidak dapat menemukan jalan
menuju permukaan bumi dan tetap terperangkap diantara lempeng
batuan bumi dengan suhu dan tekanan yang semakin tinggi. Uap air
ini harus dieksplorasi untuk dapat diambil dan
dimanfaatkan.Berdasarkan proses pembentukan dan pemanfaatannya
energy panas bumi dapat dikategorikan sebagai berikut : Energi
panas bumi air panas Energi panas bumi berupa air panas yang keluar
dari perut bumi dan mengandung banyak mineral. Energi berupa air
panas dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan mulai dari
pariwisata sampai pembangkit. Energi panas bumi berupa air panas
tidak dapat langsung dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin. Energi
panas bumi uap basah Energi panas bumi dimana masih mengandung
sejumlah air yang harus dipisahkan terlebih dahulu sebelum
digunakan untuk menggerakkan turbin. Uap basah yang keluar dari
perut bumi pada mulanya berupa air panas bertekanan tinggi yang
pada saat menjelang permukaan bumi terpisah menjadi kira-kira 20 %
uap dan 80 % air. Atas dasar ini maka untuk dapat memanfaatkan
jenis uap basah ini diperlukan separator untuk memisahkan antara
uap dan air. Uap yang telah dipisahkan dari air diteruskan ke
turbin untuk menggerakkan generator listrik, sedangkan airnya
disuntikkan kembali ke dalam bumi untuk menjaga keseimbangan air
dalam tanah. Energi panas bumi batuan panas Energi panas bumi
berupa batuan panas yang berada di perut bumi akibat berkontak
dengan sumber panas bumi. Energi panas bumi batuan panas
menghasilkan uap air yang kering sehingga dapat dimanfaatkan untuk
memutar turbin.III. PANAS BUMI DI INDONESIAEnergi panas bumi
merupakan salah satu bentuk energi primer yang ada di alam. Energi
primer lain yang terdapat di alam antara lain: minyak bumi, panas
bumi, gas bumi, batu bara, dan air. Dibandingkan dengan energi
primer fosil, cadangan energi panas bumi di Indonesia relatif lebih
besar.Sistem panas bumi di Indonesia umumnya merupakan sistem
hidrothermal yang mempunyai temperatur tinggi (>225oC), hanya
beberapa diantaranya yang mempunyai temperatur sedang
(150225oC).Panas bumi di Indonesia secara umum dipengaruhi oleh
tiga lempeng benua yang bertemu di Indonesia. Lempeng benua itu
adalah lempeng Pasifik, lempeng Australia dan lempeng Eurasia.
Tumbukan antara lempeng Australia di sebelah selatan dan lempeng
Eurasia di selatan menghasilkan daerah patahan yang memanjang dari
pulau sumatera, jawa sampai nusa tenggara. Daerah patahan ini
menyebabkan barisan deret gunung berapi yang disebut dengan cincin
api. Sedangkan pertemuan antara lempeng Eurasia dengan lempeng
pasifik menghasilkan daerah gunung berapi pada daerah Sulawesi dan
Maluku. Hal ini dapat dilihat pada peta sebaran potensi panas bumi
di Indonesia yang pada umumnya berada pada daerah vulkanik.
Gambar 2. Peta Potensi Panas Bumi di IndonesiaTabel 1. Potensi
Panas Bumi di Indonesia
Dari Tabel 1. Dapat diketahui bahwa potensi panas bumi di
Indonesia demikian besar mencapai 29.177 MWe, sementara
pemanfaatannya baru mencapai 4,2 % atau sekitar 1.226 MWe (lihat
Tabel 2.)
Tabel 2. Kapasitas Terpasang Panas Bumi
IV. JENIS PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMITerdapat tiga
jenis pembangkit listrik panas bumi, antara lain:1. Dry Steam Power
PlantPembangkit sistem ini merupakan teknologi pertama pembangkit
tenaga panas bumi. Pembangkit ini memanfaatkan energi panas bumi
berupa uap air kering yang di ambil dari perut bumi melalui sumur
produksi. Uap air panas dari sumur produksi langsung dimanfaatkan
untuk memutar turbin. Sisa uap air yang keluar dari turbin
dikondensasikan pada condenser dan diinjeksikan kedalam bumi
melalui sumur injeksi.
Gambar 3. Proses Pembangkitan Dry Steam Power Plant
2. Flash Steam Power PlantPembangkit yang memanfaatkan panas
bumi yang berupa fluida misalnya air panas alam diatas suhu 1750 C.
Fluida panas tersebut dialirkan kedalam tangki flash yang
tekanannya lebih rendah sehingga terbentuk uap panas secara cepat.
Uap panas yang dihasilkan pada tangki flash tersebut digunakan
untuk menggerakkan turbin. Seperti halnya pada dry steam power
plant sisa uap air yang keluar dari turbin dan yang keluar dari
tangki flash dikembalikan ke perut bumi melalui sumur injeksi.
Diagram proses pembangkit listrik tenaga panas bumi tipe flash
steam dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 4. Proses Pembangkitan Flash Steam Power Plant3. Binary
Cycle Power Plant Pada pembangkit listrik tenaga panas bumi tipe
binary cycle energi panas bumi berupa air panas maupun uap air
tidak digunakan untuk memutar turbin. Energi panas bumi digunakan
untuk memanaskan fluida kerja dengan heat exchanger. Fluida kerja
inilah yang nantinya akan menggerakkan turbin. Air panas maupun uap
air yang keluar dari heat exchanger dikembalikan ke bumi dengan
cara diinjeksikan melalui sumur injeksi. Pembangkit ini menggunakan
fluida kerja yang mempunyai titik kritis yang rendah sehingga
pembangkit listrik tipe ini dapat memanfaatkan uap air, maupun air
panas dengan temperatur yang tidak terlalu tinggi.
Gambar 5. Proses Pembangkitan Binary Cycle Power PlantBerikut
merupakan karakteristik fluida kerja yang digunakan pada sistem
binary cycle.
Tabel 3
Di Indonesia PLTP yang menggunakan tipe binary cycle terdapat di
Lahendong dan Sibayak, untuk spesifikasi lengkap penulis masih
belum memiliki datanya.V. Sistem Modular
Sistem modular merupakan salah satu penerapan Pembangkit Listrik
Panas Bumi dengan tipe binary cycle. Pada sistem modular, daya yang
dibangkitkan perunit tidak terlalu besar. Sistem modular yang
dikembangkan oleh rasertech hanya sekitar 280 kW per unit.
Gambar 6. Satu Unit PLTP Sistem Modular(rasertech)
Gambar 7. PLTP Sistem Modular Kapasitas 15 MW(rasertech)Satu
unit sistem modular terdiri dari: heat exchanger, turbin,
generator, kondenser dan pompa fluida kerja. Pada sistem modulari
ini, proses pembangkitan dilakukan dengan sistem binar. Dimana pada
sistem ini air panas bumi tidak langsung digunakan untuk memutar
turbin. Air panas bumi masuk ke coil di heat exchanger untuk
memanaskan fluida kerja, temperatur kritis dari fluida kerja
bergantung dari fluida kerja yang digunakan (lihat Tabel. 3).
Fluida kerja yang telah berubah menjadi uap digunakan untuk memutar
turbin. Tekanan uap akan memutar turbin untuk menggerakkan
generator. Satu unit generator menghasilkan daya sebesar 280 kW.
Setelah melewati turbin, uap akan naik ke tangki kondenser. Air
dari cooling tower akan bersikulasi pada coil di tangki kondenser
untuk mendinginkan uap hingga kembali menjadi fluida kerja. Fluida
kerja dari tangki, kemudian dipompakan kembali ke heat exchanger
untuk mengulang proses.KESIMPULAN Potensi panas bumi di Indonesia
sangatlah besar mencapai 29 GWe, sementara pada Tahun 2011 yang
termanfaatkan baru mencapai 1,226 GWe.
Jenis PLTP yang akan digunakan bergantung dari jenis energi
panas bumi yang dihasilkan Untuk sistem modular digunakan pada PLTP
dengan skala kecil.REFERENSI1. www.ESDM.go.id2. Permana, Indra
Bayu, Studi Pembangunan Pembangkit Listrik IPP PLTP Bedugul 10 MW,
ITS, Surabaya
3. www.rasertech.com 4. DiPippo, Ronald, Geothermal Power
Plants: Principles, Applications and Case Studies, Elsevier,
Massachusetts, 2005