Nama : Septian Alif F.NRP : 2214038001

1. Jelaskan Peranan Teknik Elektro dalam pembangkit listrik !

PLTP Kamojang, Jawa Barat

A. PROFIL

PLTP Kamojang telah beroperasi untuk pertama kalinya pada tahun 1982. Total Kapasitas PLTP adalah 200MW terdiri dari PLTP Unit 1,2,3. Sebanyak 140 MW yang dimiliki & dioperasikan oleh PLN serta PLTP unit 4 sebesar 60 MW yang dimiliki & dioperasikan oleh PT PGE (PT Pertamina Geothermal Energy).

Saat ini, serangkaian survei sedang dilakukan dalam rangka penjajakan untuk tujuan pengembangan Area Kamojang lebih lanjut dan survey MEQ dilakukan secara rutin untuk memonitor sistem reservoirnya. Potensi sumber daya Kamojang dihitung dengan menggunakan analisis volumetrik menunjukkan potensi kekuatan 150-250 MWe dalam wilayah reservoir 7.62 km2 - 12,5 km2. Perhitungan individu yang dibuat oleh Fauzi (1999) menyatakan bahwa potensi daya PLTP Kamojang berkisar dari 140 MW sampai 260 MW selama 25 tahun penggunaan dari daerah reservoir 8,5 km2 - 15 km2. Sanyal et al. (2000) memperkirakan bahwa cadangan listrik berkisar antara 210 MW sampai 280 MW selama 30 tahun.

Potensi listrik yang paling mungkin terletak di antara 180 MW sampai 250 MW untuk operasi 25 tahun. Hal ini telah dibuktikan oleh pengeboran sumur dan pengoperasian PLTP Kamojang Unit 4 untuk membuat total kapasitas 200 MW. Pemodelan reservoir terbaru menunjukkan bahwa cadangan Kamojang mampu mendukung 30 sampai 60 MW pembangkit listrik panas bumi lain untuk 25 tahun operasi

Data teknis utama dari PLTP Kamojang antara lain:

1. PLTP milik PT. Indonesia Power dengan kapasitas total 140 MW yang terdiri dari Unit. 1, 2, dan 3 dengan masing-masing 30, 55 dan 55 MW.

2. PLTP milik PT. Pertamina Geothermal Energy (PGE) adalah satu unit dengan kapasitas 60 MW Unit no. 4 dengan 11 sumur tetapi menggunakan 10 sumur.

3. Mesin uap dari 140 MW milik PT. PGE disalurkan ke pembangkit milik PT. Indonesia Power.

B. CARA KERJA PLTP

1. Sistem Pasokan Uap PLTP Kamojang

Sistem Geotermal

Energi Geotermal adalah salah satu bentuk energi primer yang terkandung di dalam Bumi. Energi ini berbentuk energi kalor yang telah tersimpan selama ribuan tahun di dalam gunung berapi, sumber air panas, dan geyser. Bumi terbentuk dari terbentuk dari sejumlah massa cairan dan gas, yang 5 – 10% nya adalah steam ( uap ). Sejalan dengan mencairnya fluida, dengan kehilangan panas pada permukaannya,sebuah lapisan luar padat terbentuk dan uap terkondensasi membentuk lautan dan danau di atas lapisan tersebut. Lapisan ini tebalnya sekitar 32 km. Di bawah lapisan itu, magma cair masih dalam proses pendinginan.

Getaran bumi pada awal periode Senozoik menyebabkan magma semakin mendekat ke permukaan bumi di sejumlah tempat dan lapisannya patah dan membuka. Magma panas didekat permukaan kemudian menimbulkan gunung – gunung berapi yang aktif, sumber air panas, dan geyser yang mengandung air. Hal ini juga mengakibatkan uap menerobos lewat retakan yang disebut fumarol.

Gambar 1. menunjukkan sistem geotermal yang umum. Magma panas di dekat permukaan memadat menjadi batuan igneous ( batuan vulkanik ). Kalor magma dikonduksikan melalui batuan ini. Air tanah yang menemukan jalannya melalui retakan akan dipanasi oleh panasnya batuan dengan percampuran antara gas panas dan steam yang keluar dari magma.

Air yang telah dipanasi kemudian akan naik dengan konveksi ke batuan berpori dan permeable di atas lapisan atas batuan igneous. Reservoir ini ditutup oleh lapisan batuan padat yang memerangkap air panas panas di dalam reservoir. Batuan padat ini bagaimanapun memiliki retakkan yang berfungsi sebagai katup pada boiler raksasa. Katup ini tampak di permukaan sebagai geyser, fumarol, atau sumber air panas. Sebuah sumur mengalirkan steam dari retakkan untuk kemudian digunakan di PLTP.

Dapat dilihat bahwa uap geotermal terdiri ats dua macam yaitu yang dibentuk dari magma (magmatic steam ) dan yang dibentuk dari air tanah yang dipanasi oleh magma (meteoritic steam )

Gambar 1 Struktur geologi daerah panas bumi

Sumur Uap

Sumur uap merupakan sumber pemasok utama energi uap yang akan disalurkan ke sistem PLTP. Adapun sumur uap yang dibuat didasarkan atas adanya lapisan yang mendapatkan energi panas dari magma yang ada pada perut bumi. Magma yang mempunyai temperatur lebih dari 1200 0C ini mengalirkan energi panas bumi secara konduksi pada lapisan batuan yang berupa bed rock, diatas lapisan inilah terdapat lapisan yang mngandung air. Selanjutnya, air dalam lapisan tersebut mngambil energi panas dari bed rock secara konveksi dan induksi. Kondisi ini mengakibatkan suhu padalapisan aquifer yang memberikan kecendrungan untuk bergerak naik, akibat adanya perbedaan berat jenis.

Ada beberapa data penting sumur uap / steam reservoir pada system PLTP Kamojang, yaitu sebagai berikut:

DATA – DATA RESERVOIRURAIAN KETERANGAN

Area reservoir: 300 MW

Potensi

Luas area yang telah terbukti

Kapasitas total yang telah terbukti

Kapasitas terpasang

14 – 21 Km

??

200 MW

140 MWData Fisik Reservoir:

Suhu

Kualitas uap

23

5 – 245 0C

96 % uapData Drilling:

Jumlah sumur

Kedalaman sumur

Produksi uap (Standar Completion)

68 buah

500 – 2200 Meter

54.000 Kg/J

Kandungan Kimia dan Kualitas Uap

Uap yang dihasilkan PLTP memiliki kandungan kimia dan kualitas uap yang apa adanya, tergantung dengan yang dihasilkan sumur uap. Uap panas bumi Kamojang termasuk salah satu yang memiliki kualitas uap yang terbaik di dunia. Walaupun demikian, uap tersebut harus dianalisis kembali oleh pihak PLTP Kamojang. Analisis ini dilakukan seriap seminggu sekali dengan tujuan memonitor kualitas uap yang akan dijadikan fluida kerja sebelum masuk ke sistem PLTP Kamojang. Hal ini dilakukanjuga oleh PT Pertamina ketika uap keluar dari sumur pengeboran.

Adakalanya beberapa kandungan kimia, Lumpur, dan material lain yang terterdapat pada uap panas bumi dapat mengurangi kinerja mesin pembangkitan ataupun merusak peralatan pembangkitan. Ada beberapa cara yang bias dilakukan untuk mengantisipasi hal tersebut. Salah satu cara yang digunakan untuk mengurangi lumpur dan material padat lainnya, yakni dilakukan oleh Pertamina Kamojang sebagai instansi pengelola sumur, uap yang keluar dari sumur harus di blow off tegak lurus selama selang waktu tertentu, sehingga lumpur dan material lainnya tidak terbawa karena perbedaan berat jenis.

Sistem Distribusi Transmisi Uap

Dari Pertamina sebagai pemasok, uap yang akan digunakan oleh PLTP Kamojang disalurkan melalui empat pipa yang langsung dipasang pada steam

receving header. Pipa tersebut mempunyai diameter antara 600 – 1000 mm. Pipa – pipa tersebut dipasang di atas permukaan tanah, tidak di dalam tanah. Hal ini ditujukan untuk mempermudah pengecekan apabila terjadi kebocoran pada pipa– pipa tersebut

.

Gambar 2 Pipa – pipa saluran uap

2. Sistem Pembangkitan PLTP Kamojang

Gambar 3 Flow Diagram PLTP Kamojang

Sistem pembangkitan PLTP kamojang merupakan sistem pembangkitan yang memanfaatkan tenaga panas bumi yang berupa uap. Uap tersebut diperoleh dari sumur – sumur produksi yang dibuat oleh Pertamina. Uap dari sumur produksi mula – mula dialirkan ke steam receiving header, yang berfungsi menjamin pasokan uap tidak mengalami gangguan meskipun terjadi perubahan pasokan dari sumur produksi. Selanjutnya melalui flow meter, uap tersebut dialirkan ke Unit 1, Unit 2, dan Unit 3 melalui pipa – pipa. Uap tersebu tdialirkan ke separator untuk memisahkan zat – zat padat, silika, dan bintik – bintik air yang terbawa di dalamnya. Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya vibrasi, erosi dan pembentukkan kerak pada turbin. Uap yang telah melewati separator tersebut kemudian dialirkan ke demister yang berfungsi sebagai pemisah akhir. Uap yang telah bersih itu kemudian dialirkan melalui main steam valve ( MSV ) – governor valve menuju ke turbin. Di dalam turbin, uap tersebut berfungsi untuk memutar double flow condensing yang dikopel dengan generator, pada kecepatan 3000 rpm.

Proses ini menghasilkan energi listrik dengan arus 3 fase, frekuensi 50 Hz, dengan tegangan 11,8 KV. Melalui transformer step – up, arus listrik dinaikkan tegangannya hingga 150 KV, selanjutnya dihubungkan secara parallel dengan system penyaluran Jawa – Bali (interkoneksi).

Agar turbin bekerja secara efisien, maka exhaust steam yang keluar dari turbin harus dalam kondisi vakum, dengan mengondensasikan uap dalam kondensor kontak langsung yang dipasang di bawah turbin.

Untuk menjaga kevakuman kondenseor, gas yang tak terkondensasi harus dikeluarkan secara kontinyu oleh sistem ekstraksi gas. Gas – gas ini mengandung : CO2 85 – 90% H2S 3,5% dan sisanya adalah N2 dan gas – gas lainnya. Disini system ekstaksi gas terdiri atas first-stage dan second-stage ejector.

Gas – gas yang tidak dapat dikondensasikan, dihisap oleh steam ejector tingkat 2 untuk diteruskan ke aftercondensor,dimana gas gas tersebut kemudian kembali disiram leh air yang dipompakan oleh primary pump. Gas gas yang dapat dikondensasikan dikembalikan ke kondensor, sedanskan sisa gas yang tidak dapat dikondensasikan di buang ke udara.

Exhaust steam dari turbin masuk dari sisi atas kondensor, kemudian terkondensasi sebagai akibat penyerapan panas oleh air pendingin yang diinjeksikan lewat spray nozzle. Level kondensat selalu dijaga dalam kondisi normal oleh dua buah main cooling water pump (MCWP) lalu didinginkan dalam cooling water sebelum disirkulasikan kembali. Air yang dipompakan oleh MCWP dijatuhkan dari bagian atas menara pendingin yang disebut kolam air panas menara pendingin.

Menara pendingin berfungsi sebagai heat exchanger ( penukar kalor ) yang besar, sehingga mengalami pertukaran kalor dengan udara bebas.

Air dari menara pendingin yang dijatuhkan tersebut mengalami penurunan temperature dan tekanan ketika sampai di bawah, yang disebut kolam air dingin ( cold basin ). Air dalam kolam air dingin ini dialirkan ke dalam kondensor untukmendinginkan uap bekas memutar turbin dan kelebihannya ( over flow ) diinjeksikan kembali kedalam sumur yang tidak produktif, diharapkan sebagai air pengisi atau penambah dalam reservoir, sedangkan sebagian lagi dipompakan oleh primary pump, yang kemudian dialirkan kedalan intercondensor dan aftercondensor untuk mendinginkan uap yang tidak terkondensasi (noncondensable gas ).

Sistem pendingin di PLTP Kamojang merupakan system pendingin dengan sirkulasi tertutup dari air hasil kondensasi uap, dimana kelebihan kondensat yang terjadi direinjeksi ke dalam sumur reinjeksi. Prinsip penyerapan energi panas dari air yang disirkulasikan adalah dengan mengalirkan udara pendingin secara paksa dengan arah aliran tegak lurus, menggunakan 5 fan cooling tower.

Sekitar 70% uap yang terkondensasi akan hilang karena penguapan dalam cooling tower, sedangkan sisanya diinjeksikan kembali ke dalam reservoir. Reinjeksi dilakukan untuk mengurangi pengaruh pencemaran lingkungan, mengurangi ground subcidence, menjaga tekanan, serta recharge water bagi reservoir. Aliran air dari cold basin ke kondensor disirkulasikan lagi oleh primary pump sebagai media pendingin untuk inter cooler dan melalui after dan intercondensor untuk mengkondensasikan uap yang tidak terkondensasi di kondensor, air kondensat kemudian dimasukkan kembali ke dalam kondensor.

3. Perangkat Utama PLTP Kamojang

Bagian – bagian utama dari Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Unit Bisnis Pembangkitan Kamojang adalah :

1. Steam Receiving Header2. Vent Structure3. Separator4. Demister5. Turbin6. Generator7. Trafo Utama (Main Transformer)8. Switch Yard9. Kondensor10. Main Cooling Water Pump ( MCWP )

11. Cooling Tower

4. Sistem Kelistrikan di PLTP Kamojang

Listrik yang dihasilkan dari generator adalah sebesar 11,8 kV. Sebelum didistribusikan melalui sistem interkoneksi Jawa – Bali, listrik tersebut diolah diolah dengan memperhatikan karakteristik dan listrik itu sendiri.

Sistem 150 kV

Listrik yang dihasilkan dari PLTP Kamojang Unit 1, 2, dan 3 dengan total daya yang dihasilkan yakni mencapai 140 MW akan dialirkan ke berbagai wilayah di pulau Jawa dan Bali melalui jaringan transmisi listrik 150 kV. Tegangan sebesar 150 kV tersebut dapat dihasilkan dengan cara menaikan tegangan 11,8 kV yang keluar darigenerator dengan menggunakan trafo utama ( step – up transformator ) pada masing – masing unit ( T21 dan T31 ). Hal ini dilakukan untuk mengantisipasi kehilangan daya pada saluran transmisi.

Sistem 11,8 kV

Sistem tegangan 11,8 kV merupakan hasil dari pembangkitan dari generator unit 1, unit 2, dan unit 3. Tegangan 11,8 kV ini kemudian akan dialirkan ke trafo utama step – up untuk dinaikkan menjadi sebesar 150 kV.

Sistem 6,3 kV

Untuk mendapatkan tegangan sebesar 6,3 kV, dipasang beberapa transformator yaitu transformator T8 ( step – down transformator ) yang menghasilkan listrik dengan tegangan 6,3 kV dari tegangan primer 150 kV. Kapasitas trafo ini adalah 7 MWA yang berfungsi untuk menyediakan listrik pada saat start up, baik unit 1, unit 2, maupun unit3. Trafo T22 dan T32 ( step – down transformator ) yang menghasilkan tegangan listrik 6,3 kV dari tegangan generator 11,8 kV. Tegangan dari kedua trafo ini akan digunakan setelah unit beroperasi normal.

C. SIMPULAN

Proses pembangkit listrik tenaga panas bumi secara singkat adalah

Uap dari sumur produksi mula-mula dialirkan ke steam receiving header (berfungsi menampung uap panas bumi). Pada steam receiving terdapat Vent structure (katup pelepas uap) yang berfungsi menjaga tekanan pasokan uap ke pembangkit bila terjadi perubahan pasokan dari sumur uap atau pembebanan dari pembangkit.

Karena uap panas bumi dari sumur uap tidak murni uap maka uap kemudian disalurkan ke separator yang berfungsi memisahkan partikel padat yang terbawa bersama uap.

Setelah dari separator, masuk ke deminister. deminister berfungsi memisahkan butiran air dari uap pans bumi (hal ini untuk menghindari terjadinya vibrasi, erosi, dan pembentukan kerak pada sudu dan nozzle turbine.

Uap yang sudah bersih dialirkan menuju turbine melalui main steam valve.

Uap akan menggerakan turbin dan memutar generator dengan kecepatan 3000 rpm. keluaran generator berupa energi listrik dengan arus 3 phasa, frekuensi 50 Hz, dan tegangan 11,8 kV.

Agar bisa dipararelkan dengan sistem distribusi Jawa-Bali, tegangan listrik dinaikan hingga 150 kV melalui step-up transformer.

uap bekas memutar turbin dikondensasikan di dalam kondenser. proses kondensasi terjadi akibat penyerapan panas oleh air pendingin yang diinjeksikan lewat spray-nozzle. level air kondensat dijaga dalam kondisi normal oleh cooling water pump, lalu didinginkan di cooling tower sebelum disirkulasi kembali.

kelebihan air kondesat akan diinjeksikan kembali (reinjeksi) ke dalam reservoir melalui injection well. Reinjeksi dilakukan untuk mengurangi pengaruh pencemaran lingkungan, mengurangi ground subsidence, menjaga tekanan, serta recharge water bagi reservoir.

SUMBER :

http://sibueamanhattanproject.blogspot.com/2013/06/sistem-pembangkitan-dan- peralatan-pltp.html

http://gautamakarisma.wordpress.com/2010/05/28/prepare-for-kp-pltp-kamojang/

http://dunia-listrik.blogspot.com/2011/04/tentang-panas-bumi.html