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

akan mendorong piston ke bawah yang menyebkan terjadi gaya aksial. Gaya

aksial ini dirubah dan diteruskan oleh poros engkol menjadi gaya radial

(putar).

Gambar 2.7. Langkah Usaha

4. Langkah Buang

Pada langkah ini, gaya yang masih terjadi di flywhell akan menaikkan kembali

piston dari TMB ke TMA, bersamaan itu juga katup buang terbuka sehingga

udara sisa pembakaran akan di dorong keluar dari ruang silinder menuju

exhaust manifold. Begitu seterusnya sehingga terjadi siklus pergerakan piston

yang tidak berhenti. Siklus ini tidak akan berhenti selama faktor yang

mendukung siklus tersebut tidak ada yang terputus.

Gambar 2.8 Langkah Buang

2.4 Komponen Perlengkapan PLTD Dan Fungsinya

Bagian-bagian utama PLTD adalah Kepala silinder (cylinder head), Blok mesin (engine

block), Karter (carter/oil pan), dan generator. Mesin diesel berfungsi menghasilkan

tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator.

Adapun bagian-bagian mesin pada PLTD secara garis besar adalah sebagai berikut :

2.4.1 Cylinder head (kepala silinder)

Fungsi :

1. Penutup Silinder 5. Menempatkan Injector

2. Menempatkan Rocker Arm 6. Menempatkan Katub

3. Menempatkan Valve Starting ( Katup Start )

4. Tempat Saluran Udara Masuk dan Gas Buang.

Gambar 2.9 Cylinder head

A. Komponen yang terdapat pada kepala silinder

1. Injector ( Pengabut ) :

Gambar 2.10 Injector

Fungsi : Mengabutkan bahan

bakar/ menyemburkan bahan

bakar.

2. Rocker Arm ( Pelatuk )

Gambar 2.11 Rocker Arm

Fungsi : Untuk Menggerakkan Katup Buang dan Katup Isap.

3. Valve ( Katup )

Gambar 2.12 Valve ( Katup )

Fungsi :

Menutup dan membuka saluran udara masuk dan saluran gas buang.

Kontruksi Katup :

Sudut Bidang Kontak : 300 dan 450 .

Tanpa Rotator dan dengan Rotator.

4. Starting Valve

Fungsi : Membuka dan menutup saluran udara start mesin.

2.4.2 Piston dan Connecting Rod

1. Piston ( Torak )

Gambar 2.13 Piston

Fungsi :

Merapatkan Ruang Bakar

Menerima Tekanan Pembakaran

Menyerap Panas Hasil Pembakaran

Meneruskan Tekanan Hasil Pembakaran

Meneruskan Panas pembakaran ke liner

2. Piston Ring ( Ring Torak )

Gambar 2.14 Piston Ring

Fungsi :

Merapatkan torak dan liner

Memindahkan panas torak ke liner

Mencegah kebocoran tekanan diatas torak

3. Piston Pin ( Pena Torak )

Gambar 2.15 Piston Pin

Fungsi : Pena penghubung batang torak dengan torak

4. Connecting Rod ( Batang Torak )

Gambar 2.16 Conncting Rod

Fungsi :

Meneruskan tekanan torak keporos engkol.

Meneruskan putaran poros engkol ke torak.

2.4.3 Cylinder Liner & Engine Block

A. ( Silinder & Rangka Mesin )

1. Cylinder Liner ( Silinder )

Gambar 2.17 Cylinder Linier

Fungsi :

Tempat terjadinya pembakaran

Tempat pergerakkan torak

Penghantar panas hasil pembakaran

2. Liner ( Silinder )

Liner basah :

Liner bersinggungan langsung dengan air pendingin mesin.

Antara liner dengan mesin menggunakan penyekat karet.

Tingkat korosi liner lebih tinggi

Liner kering :

Liner tidak bersinggungan langsung dengan air pendingin mesin

Pemasangan liner lebih sulit

Liner lebih tahan korosi

3. Engine Block ( Blok Mesin )

Fungsi :

Tempat kedudukan liner dan poros engkol

Tempat komponen disatukan

Rangka Utama Mesin

Gambar 2.18 Engine Block

4. Frame ( Rangka )

Fungsi :

Rangka mesin adalah badan induk untuk mendukung semua bagian-bagian

mesin yang harus dapat menahan lendutan atau lengkungan akibat berat

beban komponen mesin.

2.4.4 Crank Shaft Dan Cam Shaft

A. Crank Shaft ( Poros Engkol )

Gambar 2.19 Crank Shaft

Fungsi :

Merubah gerak lurus menjadi gerak bolak-balik atau sebaliknya.

Tempat bertumpunya batang torak.

B. Cam Shaft ( Poros Bubungan )

Gambar 2.20 Cam Shaft

Fungsi :

Merubah gerak putar menjadi gerak lurus

Mengatur dan buka tutup katup

Penggerak pompa pengabutan bahan bakar.

2.4.5 Bearing ( Bantalan )

Gambar 2.21 Bearing ( Bantalan )

Fungsi :

Pelapis gerakan logam keras dengan logam keras

Memudahkan pemeliharaan komponen mesin yang bergerak

Memperkecil biaya pemeliharaan komponen mesin yang bergerak

Mencegah komponen utamma yang bergesekan cepat rusak

2.4.6 Transmision Gear ( Roda Gigi Pengatur )

Fungsi :

Mengatur pergerakan membuka dan menutup katub.

Mengatur pergerakan pompa injeksi bahan bakar

Mengatur penyesuaian pergerakan langkah torak dengan pompa injeksi

bahan, pergerakan membuka dan menutup katub

Menghubungkan putaran poros engkol dengan komponen yang memerlukan

gerak putar

Gambar 2.22 Transmision Gear

2.4.7 Bed Plate ( Lantai Mesin )

Gambar 2.23 Bed Plate ( Lantai Mesin )

Fungsi :

Sebagai penyangga utama seluruh bagian mesin dan generator untuk memudahkan

penempatan mesin dan generator.

2.4.8 Peralatan Tambahan (Alat Bantu) Pada Instalasi Mesin Diesel (PLTD)

1. Camshaft untuk mengatur gerakan membukanya katup, mengatur pemompaan

bahan bakar ke injector oleh pompa injeksi.

2. Pompa injeksi (injection pump) untuk memberikan tekanan pada solar yang

akan diinjeksikan/disemprotkan oleh nozel.

3. Turbocharger untuk menaikkan daya mesin dengan meniupkan udara ke

dalam silinder dan mengeluarkan udara/gas buang ke cerobong buang.

4. Governor untuk mengatur putaran motor dengan cara mengatur volume bahan

bakar yang disemprotkan.

5. Saringan (filter) :

a. Membersihkan oil dari kotoran-kotoran berupa karbon dan serbuk-serbuk

lagom yaitu terjadi pada glacier. Dimana glacier ini berfungsi untuk

membersihkan oli dari serbuk-serbuk logam yang tercampur pada oil.

b. Memisahkan air yang terbawa dalam aliran oil yaitu terjadi pada purifier.

Dimana purifier ini berfungsi untuk memisahkan oil dan air yang

tercampur.

2.5 Bahan Bakar Diesel

Bahan bakar diesel secara umum adalah bahan bakar cair apapun yang digunakan untuk

mesin diesel. Jenis yang paling umum adalah minyak bahan bakar yang berasal dari hasil

distilasi fraksi minyak bumi, namun ada juga produk selain dari turunan minyak bumi

seperti biodiesel, diesel biomassa menjadi cairan atau diesel gas menjadi cairan. Untuk

membedakan jenis-jenis diesel, bahan bakar dari minyak bumi umumnya disebut

petrodiesel. Diesel dengan sulfur ultra-rendah (ULSD) adalah standar untuk

mendefinisikan bahan bakar diesel dengan kandungan sulfur yang telah direndahkan.

Di Britania Raya, bahan bakar diesel untuk penggunaan jalan raya disebut DERV,

singkatan dari diesel-engined road vehicle (Kendaraan bermesin diesel untuk jalan raya)

yang besar pajaknya lebih tinggi dari diesel untuk penggunaan non-jalan raya. Di

Australia, bahan bakar diesel disebut juga ‘distillate’. Di Indonesia, bahan bakar diesel

yang paling umum adalah solar.

2.6 Efisiensi Bahan Bakar

Mesin S80ME-C7 milik MAN yang bermesin diesel mengkonsumsi 155 grams (5.5 oz)

bahan bakar per kWh dan menghasilkan efisiensi sebesar 54.4%, sehingga menjadikannya

konversi bahan bakar tertinggi menjadi tenaga untuk mesin pembakaran dalam maupun

luar manapun (The efficiency of a combined cycle gas turbine system can exceed 60%)

Hal ini berarti mesin diesel lebih efisien daripada mesin bensin untuk keluaran tenaga

yang sama, sehingga konsumsi bahan bakar lebih irit. Contoh lainnya adalah Škoda

Octavia, dimana mesin bensinnya mengkonsumsi bahan bakar 6.2 L/100 km (46 mpg-

imp; 38 mpg-US) untuk tenaga 102 bhp (76 kW) sedangkan mesin dieselnya hanya

mengkonsumsi 4.4 L/100 km (64 mpg-imp; 53 mpg-US) untuk keluaran tenaga 105 bhp

(78 kW).

Keefisienan mesin diesel disebabkan karena bahan bakar diesel lebih padat dan

kandungan energinya lebih banyak 15% berdasarkan volume. Meskipun nilai kalornya

sedikit lebih rendah daripada bensin (diesel 45,3 MJ/kg (megajoule per kilogram, bensin

45.8 MJ/kg), namun karena densitasnya lebih tinggi, maka massanya lebih besar.

Selain itu, mesin diesel juga lebih irit karena rasio kompresi yang lebih tinggi, terutama

pada putaran rendah dan kondisi mesin diam. Tidak seperti mesin bensin, mesin diesel

tidak memiliki butterfly valve/throttle pada sistem inlet yang menutup pada kondisi mesin

diam. Hal ini menimbulkan kerugian dan menurunkan adanya udara masuk, sehingga

efisiensi mesin bensin menurun. Di banyak penggunaan, seperti kapal laut, pertanian, dan

kereta, mesin diesel dibiarkan menyala diam berjam-jam. Kuntungan ini banyak

digunakan pada lokomotif kereta (liat dieselisasi).

Mesin diesel pada bus, truk, dan mobil-mobil baru bermesin diesel dapat mencapai

efisiensi maksimum sekitar 45%, dan sedang ditingkatkan sehingga mencapai 55%.

Meskipun begitu, rata-rata efisiensinya tidak selalu sama, tergantung pada kondisi dan

penggunaan.

2.7 Komponen-komponen Penting Mesin PLTD

1. Mesin / motor

Merupakan komponen dasar dari mesin yang memperkuat daya. Mesin tersebut

dirangkai dikopel langsung dengan generator.

2. Sistem Bahan Bakar (Fuel System)

Termasuk tangki bahan bakar, pompa pemindah bahan bakar, saringan alat pemanas

dan sambungan pipa kerja. Pompa pemindah bahn bakar membutuhkan pemindahan

bahan bakar dari ujung perantara ke tangki penyimpan dan dari tangki penyimpan ke

mesin. Saringan membutuhkan jaminan kebersihan bahan bakar. Alat pemanas untuk

minyak diperlukan untuk lokasi yang mempunyai temperature yang dingin yang

menganggu aliran fluida.

3. Sistem Udara Masuk

Termasuk saringan udara, saluran pompa kompresor (bagian integral dari mesin).

Kegunaan saringan udara adalah untuk membersihkan debu dari udara yang disuplai

ke mesin, juga semua ini dapat menimbulkan kenaikan daya keluaran.

4. Sistem Pembuangan Gas

Termasuk peredam dan penyambungan saluran. Temperatur pembuangan gas

panasnya cukup tinggi, gas ini merupakan pemanas minyak atau persediaan udara

pada mesin. Peredam mengurangi kegaduhan suara.

5. Sistem Pendinginan (Cooler System)

Termasuk pompa-pompa pendingin, menara pendingin, perawatan air atau mesin

penyaring dan sambungan pipa kerja. Kegunaan system pendinginan adalah untuk

meningkatkan panas dari mesin silinder yang menyimpan temperature sislinder dalam

tempat yang aman. Pompa mengedarkan air melewati silinder dan kepala selubung

mengangkut panas. Sistem pendinginan membutuhkan sumber air, sebuah pompa dan

tempat untuk pembuangan air panas, penyebaran air oleh mesin pendingin ini seperti

dalam alat radiator, pendingin uap, menara pendingin, penyemprot dan sebagainya.

6. Sistem Pelumasan (lube oil system)

Termasuk pompa minyak pelumas, tangki minyak, penyaring, pendingin, alat

pembersih dan sambungan pipa kerja. Fungsi sistem pelumasan yaitu untuk

mengurangi pergeseran dari bagian yang bergerak dan mengurangi pemakaian dan

sobekan bagian-bagian mesin.

7. Sistem Penggerak Mula

Termasuk aki, tangki hampa udara, starter sendiri dan sebagainya. Fungsi sistem

penggerak mula adalah menjalankan mesin. Sistem ini memungkinkan mesin pada

awalnya berputar dan berjalan sampai terjadi pembakaran dan unit meninggalkannya

untuk memperoleh daya.

2.8 Cara Kerja PLTD

Gambar 2.29 pembangkit listrik tenaga diesel

Keterangan

1. Tangki penyimpanan bahan bakar. 7. Penyaring gas pembuangan

2. Penyaring bahan bakar 8. Tempat pembuangan gas.

3. Tangki penyimpanan bahan bakar sementara 9. Generator

4. Pengabut 10. Trafo

5. Mesin diesel. 11. Saluran transmisi

6. Turbo charger.

Prinsip Kerja

Bahan bakar didalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan kedalam tanki

penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu. Kemudian

disimpan didalam tangki penyimpanan sementara (daily tank). Jika bahan bakar

adalah bahan bakar minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke

Pengabut (nozzel), disini bahan bakar dinaikan temperaturnya hingga manjadi kabut.

Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG) maka dari dari daily tank

dipompakan ke convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya.

Menggunakan kompresor udara bersih dimasukan kedalam tangki udara start melalui

saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger. Didalam

turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang

dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C.

Udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan kedalam ruang bakar

(combustion chamber).

Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk BBM) kemudian

diinjeksikan kedalam ruang bakar (combustion chamber)

Didalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan

udara murni yang dimanfaatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (35 – 50

atm), sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar

disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik

nyala bahan bakar sehingga akan menyala secara otomatis yang menimbulkan ledakan

bahan bakar.

Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada

poros engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan

bakan dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol

menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik

(reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros

engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi

gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi.

Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros rotor generator. Oleh

generator energi mekanis ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi gaya geral

listrik (ggl).

Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya menggunakan trafo step

up agar energi listrik yang dihasilkan sampai kebeban.

Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan dikirim kebeban. Disisi

beban tegangan listrik diturunkan kembali menggunakan trafo step down (jumlah

lilitan sisi primer lebih banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder).

2.9 Single line diagram PLTD

Gambar 2.30 Single line diagram

Sistem pada (bus B2), simulasi oleh resistif dan beban motor (ASM) pada 2400 V dari

jaringan distribusi 25 kV melalui 6 MVA, 25 / 2.4 kV transformator, dan dari keadaan

darurat sinkron Generator / diesel Unit mesin (SM).

Sebuah kapasitor bank 500 kvar digunakan untuk koreksi faktor daya pada bus 2,4 kV.

Jaringan 25 kV dimodelkan oleh sederhana RL sumber setara (level arus pendek 1000

MVA, faktor kualitas X / R = 10) dan beban 5 MW. Motor asynchronous berperingkat

2.250 HP, 2.4 kV, dan mesin sinkron berperingkat 3,125 MVA, 2,4 kV.

Awalnya, motor mengembangkan tenaga mesin 2000 HP dan generator diesel

memberikan 500 kW daya aktif. Mesin sinkron mengontrol 2400V di bus B2 tegangan

pada 1,0 pu dan menghasilkan 500 kW daya aktif. Pada t = 0,1 s, tiga-tahap untuk

kesalahan tanah terjadi pada sistem 25 kV, menyebabkan pembukaan 25 kV pemutus

sirkuit di t = 0,2 s, dan peningkatan mendadak dari pemuatan pembangkit. Selama

periode transient mengikuti kesalahan dan islanding sistem motor / Generator, sistem

mesin eksitasi sinkron dan kecepatan governor diesel bereaksi untuk mempertahankan

tegangan dan kecepatan pada nilai konstan.

BAB III

PERANCANGAN PLTD

3.1 Kriteria PLTD

Adapun kriteria-kriteria untuk merancang suatu Pembangkit Listrik Tenaga Diesel yaitu

sebagai berikut :

1. Dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih tersedia bahan bakar

2. Investasi awal pembangunan yang relative murah, kebutuhan energy di daerah-

daerah terisolasi yang mendesak dan kebutuhan energy daerah-daerah yang belum

terlalu besar, pembangunan PLTD didaerah ini untuk mengurangi biaya transmisi

dan rugi-rugi jaringan dalam menyalurkan energy listrik dari kota terdekat.

3. Keandalan pembangkit yang tinggi karena tidak bergantung terhadap alam.

4. Sebagai cadangan (standby plant) yang dijalankan pada saat unit pembangkit

utama yang ada tidak dapat mencukupi kebutuhan daya listrik.

5. Sebagai unit pembangkit listrik yang dapat menyuplai listrik selama 24 jam atau

pemikul beban tetap. Sifat pengoperasian harus pada beban dasar yang berkapasitas

tertinggi dan tidak dipengaruhi oleh frekuensi beban tetap. Hal ini memungkinkan

juga bila pasokan dapat mengalami gangguan.

6. Sebagai unit beban puncak (Peak load). Bila PLTD dioperasikan pada beban

puncak, biasanya dalam waktu yang tidak lama, karena berfungsi untuk menaikkan

tegangan yang turun pada saat beban puncak.

7. Sebagai unit cadangan (emergency) yang dijalankan saat keadaan darurat saat

terjadi pemadaman pada unit pembangkit utama.

8. Waktu pembebanan yang relative singkat.

9. Kapasitas PLTD Yang kecil

10. Pada saat start putaran mesin dari 0 rpm sampai sinkron dengan jaringan

membutuhkan waktu yang relative cepat.

11. Dapat mengambil beban dengan cepat, sehingga dapat meratakan beban dengan

cepat.

3.2 Karakteristik PLTD

Pada pembangkit listrik tenaga diesel daya yang dihasilkan dipengaruhi oleh konsumsi

bahan bakar, hubungan bahan bakar terhadap daya yang dibangkitkan pembangkit dapat

dilihat berdasarkan kurva karakteristik masukan bahan bakar terhadap daya aktif,

sebagai berikut :

Gambar 3.1 Karakteristik PLTD

Dilihat pada kurva diatas, bahwa dengan kapasitas bahan bakar masukan sekitar 109

atau sekita 1.000.000.000 kCal/J dapat menghasilkan daya sebesar 200 kw. Bila

kapasitas bahan bakar masukan 4.109 4.000.000.000 kCal/J menghasilkan daya 500

kW. Artinya bahwa kapasitas daya yang dibangkitkan pada pembangkitan listrik tenaga

diesel terlampau berkapasitas kecil dibandingkan dengan pembangkit listrik tenaga

lainnya seperti air. Oleh karena itu pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD) lebih cocok

digunakan pada saat beban puncak (peak load), disamping karena berkapasitas daya

yang dibangkitkan kecil, proses start awal yang begitu cepat.

3.3 Pemilihan Lokasi Perancangan PLTD

A. Rencana Lokasi :

Lokasi yang dipilih di daerah Desa Banjarejo, Kecamatan Tanjungsari, GunungKidul,

Yogyakarta.

B. Alasan Pemilihan Lokasi

Alasan dalam pemilihan lokasi tersebut, karena :

- Letaknya yang berdekatan dengan pantai, yaitu Pantai Drini. Pembangkit Listrik

Tenaga Diesel memerlukan air dengan kapasitas yang besar untuk proses

pendinginan pembangkit, sehingga memanfaatkan air pantai sebagai media

pendingin dengan melalui proses penetralisasi terlebih dahulu.

- Letaknya yang berdekatan dengan bahan bakar PLTD yaitu biodiesel, di daerah

Dusun Pandes RT.03, Desa Panggungharjo, Sewon Bantul Yogyakarta.

C. Kurva Beban

1. Kurva Beban D.I Yogyakarta

Tahun

Data

Beban

(MW)

Kenaikkan

(MW)

Kenaikan

(%)

2009 283 - -

2010 315 32 11,3074205

2011 351 36 11,4285714

2012 390 39 11,1111111

2013 435 45 11,5384615

Total 1774 152 45,3855646

Asumsi Target Kenaikan MW (%) 45

Dari Data diatas maka dapat dibuatkan kurva beban tahunan Provinsi D.I Yogyakarta

yang mencakup daerah keseluruhan termasuk daerah atau lokasi yang akan dibangun

PLTD, berikut kurva beban :

2009 2010 2011 2012 20130

100

200

300

400

500

KURVA BEBAN TAHUNAN D.I YOGYAKARTA

Data Beban (MW)

TAHUN

MW

Prakiraan beban daerah Yogyakarta hingga tahun 2015

Tahun

Data

Beban

(MW)

Asumsi

(x100)

2009 283 28300

2010 315 31500

2011 351 35100

2012 390 39000

2013 435 43500

2015 80344 80344

*Diasumsikan x100 agar beban puncak tahun 2015 dapat terlihat

Sehingga dapat terlihat prakiraan beban puncak pada tahun 2015 seperti kurva sebagai

berikut :

2009 2010 2011 2012 2013 20150

100002000030000400005000060000700008000090000

PRAKIRAAN KURVA BEBAN TAHUNAN D.I YOGYAKARTA

Data Beban (MW)

TAHUN

MW

Pada tahun 2015 :

a. Daya terpasang adalah total penjumlahan seluruh daya yang ada pada setiap

pembangkit baik yang sedang beroperasi ataupun yang sedang tidak beroperasi.

b. Daya tersedia adalah total penjumlahan seluruh daya yang ada pada setiap

pembangkit yang dapat beroperasi.

c. Daya cadangan adalah daya tersedia dikurangi dengan daya beban yang sedang

dipakai oleh pelanggan.

2. Kurva Beban Jawa-Bali

Sumber : Wordpress.com, diambil pada tanggal 02 Maret 2011

Kurva Karakteristik beban menurut sumber Wordpress.com

Penjelasan mengenai karakteristik beban :

1. Beban dasar (Base Load), pembangkit yang digunakan adalah pembangkit biaya

bahan bakar murah dan standby operasinya lama (waktu penyalaan pembangkit

sampai dapat memproduksi listrik). Karenanya, pembangkit yang digunakan

untuk jenis beban ini adalah PLTU dengan bahan bakar batu bara atau bahkan

dapat juga PLTG.

2. Beban puncak (Peak Load), pembangkit yang digunakan adalah pembangkit

yang standby operasinya cepat, maksudnya ketika saat dibutuhkan tambahan

pasokan daya, pembangkit dapat langsung menyuplai tambahan daya tersebut.

Jenis pemabgnkit yang sesuai untuk beban ini misalnya PLTD dan PLTG.

BAB IV

PENUTUP

Pembangkit listrik tenaga diesel merupakan tipe pembangkit yang akan selalu ada selama

tersedianya bahan bakar diesel yaitu solar. Terlihat dari kriteria dan karakteristik dari PLTD

memang baik digunakan terutama untuk daerah – daerah terpencil yang kebutuhan dayanya

kecil. Namun dilihat dari segi ekonomi pembuatan pembangkit listrik tenaga diesel ini kurang

efisien baik harga produsen maupun untuk konsumen. Hal ini dikarenakan bahan bakar yang

dibutuhkan terpatok dengan harga minyak dunia yang tidak menentu nilainya.