Showing Page:
1/22
PENGARUH PEMBEBANAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
GAS UNTUK MENINGKATKAN EFEKTIVITAS BIAYA
MENGGUNAKAN ANALISIS TEKNIS DAN EKONOMIS
PENGGUNAAN BAHAN BAKAR DI PLTG MALEO
PROPOSAL
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mengikuti ujian proposal
Oleh
DADANG AHMAD GHOZALI
521416017
UNIVERSITAS NEGERI GORONTALO
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK ELEKTRO
2021
Showing Page:
2/22
i
Showing Page:
3/22
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Listrik merupakan salah satu kebutuhan terpenting masyarakat dan sumber
pendapatan terpenting. Listrik yang dihasilkan tidak dapat disimpan dalam skala
besar, sehingga harus disediakan pada saat dibutuhkan. Daya yang dihasilkan
harus selalu sama dengan daya yang digunakan oleh pengguna. Akibatnya,
masalah tentang bagaimana untuk selalu mengoperasikan sistem tenaga
berkualitas tinggi dan harga rendah telah muncul. Memenuhi persyaratan daya
yang berubah. Faktor-faktor yang mempengaruhi optimalisasi transmisi daya
aktif generator adalah efisiensi pengoperasian generator, biaya bahan bakar dan
rugi daya pada saluran transmisi. Banyak generator dapat beroperasi secara
efisien, tetapi karena biaya bahan bakar yang tinggi, biaya pengoperasian
terendah tidak dapat dijamin untuk memenuhi permintaan masyarakat.
Sampai dengan akhir tahun 2019 kapasitas terpasang pembangkit tenaga
listrik di Indonesia mencapai 69.678,85 MW yang terdiri dari pembangkit PLN
sebesar 42.355,17 MW dan Non PLN sebesar 27.323,73 MW. Dibandingkan
dengan tahun 2018 sebesar 64.924,80 MW, maka kapasitas terpasang pembangkit
tenaga listrik mengalami kenaikan sebesar 4.754,05 MW.
Dalam pengoperasian pembangkit listrik, penggunaan bahan bakar
merupakan hal yang memerlukan perhatian khusus, karena sebagian besar dari
total biaya operasional yang dikeluarkan adalah bahan bakar. Sehingga masalah
utama dalam industri pembangkit listrik saat ini adalah penggunaan minyak
bumi secara masif sebagai bahan bakar pembangkit listrik, yang akan
meningkatkan biaya produksi listrik. Salah satu upaya pemerintah untuk
mengurangi penggunaan bahan bakar adalah dengan program gasifikasi bahan
bakar, mengingat gas bumi lebih efektif, efektif, praktis, dan lebih ramah
lingkungan dibandingkan solar. (Harumsari, 2012)
Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) merupakan pembangkit yang
menggunakan bahan bakar cair dan gas. Dimana bahan bakar dibutuhkan pada
saat proses pembakaran, hasil dari proses pembakaran tersebut dibutuhkan untuk
menggerakkan turbin yang langsung terhubung dengan generator.Setelah turbin
Showing Page:
4/22
2
berputar, generator juga dapat berputar, dan generator dapat menghasilkan
listrik.
Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) biasanya digunakan sebagai
pembangkit cadangan untuk beban puncak, karena tidak membutuhkan waktu
lama untuk menghasilkan listrik dari Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG),
namun Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) membutuhkan bahan bakar yang
sangat tinggi dan gas buang yang besar.
Bahan bakar yang digunakan pada Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
sangat berpengaruh, karena Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
membutuhkan bahan bakar yang banyak, dan bahan bakar yang dibutuhkan oleh
Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) berbeda pada beban normal dan beban
puncak terhadap memenuhi kebutuhan permintaan masyarakat.
1.2 Perumusan dan Pembatasan Masalah
Rumusan masalah pada Proposal penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana cara menghitung bahan bakar akibat perubahan beban.
2. Bagaimana cara menentukan grafik perhitungan konsumsi bahan
bakar, efisiensi thermal dan heat rate Unit Layanan Pusat Listrik
Tenaga Gas (ULPLTG) Maleo.
3. Bagaimana cara menghitung biaya produksi dan harga penjualan
listrik per 1 Kwh.
Dalam proposal penelitian ini, dilakukan pembatasan masalahnya
adalah menganalisis pengaruh perubahan beban hanya dilakukan terhadap
konsumsi bahan bakar , daya yang dihasilkan dan biaya operasi
pembangkitan
1.3 Tujuan Penlitian
Tujuan pada Proposal penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui pengaruh beban rendah dan beban puncak
terhadap konsumsi bahan bakar.
Showing Page:
5/22
3
2. Untuk mendapatkan perhitungan konsumsi spesifik bahan bakar
(SFC), Efisiensi Thermal, dan laju panas pembangkit (Heat Rate)
tiap jamnya.
3. Untuk mengetahui biaya produksi dan harga jual produksi listrik
per 1 Kwh.
1.4 Manfaat Penelitian
Penelitian diharapkan memberikan manfaat:
1. Dapat mengetahui konsumsi bahan bakar.
2. Dapat mengetahui total dari pemakaian bahan bakar serta energi
yang dihasilkan Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)Maleo.
3. Sebagai masukan bagi PT. PLN (Persero) Unit Layanan Pusat
Listrik Tenaga Gas Bumi (ULPLTG) Maleo untuk menghemat
bahan bakar.
Showing Page:
6/22
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Pada tahun 2009, penelitian yang dilakukan oleh Bambang Winardi
yang berjudul “Analisis Konsumsi Bahan Bakar Pada Pembangkit Listrik Tenaga
Uap (Studi Kasus Di PT. Indonesia Power Semarang)” Bambang winardi
menyatakan Sistem pembangkit tenaga listrik terdiri dari pembangkitan, transmisi,
dan distribusi. Salah satu pembangkit listrik adalah pembangkit uap. Komponen
utama dalam pembangkit uap adalah boiler, turbin uap, kondensor dan generator
sinkron. Siklus rankine digunakan untuk pembangkit uap secara teoritis.
Generator uap biasanya digunakan untuk menangani beban dasar, karena waktu
start terlalu lama sekitar 6 - 8 jam. Dalam pembangkitan, biaya operasi terbesar
adalah biaya konsumsi bahan bakar. Mahalnya harga bahan bakar minyak
menyebabkan biaya produk tenaga listrik juga mahal. Konsumsi bahan bakar
spesifik (SFC) sering digunakan untuk mendapatkan unjuk kerja efisiensi unit
pembangkitan. Oleh karena itu, penting untuk memahami konsumsi bahan bakar
spesifik. Salah satu upaya yang dilakukan adalah dengan mengganti bahan bakar
utama pembangkit. Hasil analisis menunjukkan bahwa pengaruh peningkatan unit
yang dibangkitkan (beban) menyebabkan penurunan konsumsi bahan bakar
spesifik, penurunan laju kalor, peningkatan efisiensi termal, dan peningkatan
aliran laju massa. Aliran laju massa HSD adalah yang terkecil, sedangkan
batubara adalah yang terbesar. Selain itu, peningkatan unit yang dihasilkan
menyebabkan penghematan biaya bahan bakar dari penggantian semakin besar.
(Bambang Winardi, 2009)
Pada tahun 2014, penelitian yang dilakukan oleh Bogi Adikumoro dkk
yang berjudul “Pengaruh Pembebanan Pembangkit Listrik Tenaga Gas Terhadap
Efisiensi Biaya Pembangkitan Listrk (Studi Kasus di PT. Indonesia Power UBP
Bali Unit Pesanggaran)”, menyatakan Salah satu variabel yang menjadi penentu
biaya produksi adalah biaya bahan bakar. Biaya bahan bakar akan mempengaruhi
jenis konversi energi yang akan di kendalikan menjadi daya listrik dari masing-
masing unit PLTG. Jumlah bahan bakar yang digunakan dipengaruhi oleh SFC
Showing Page:
7/22
5
(Specific Fuel Consumption). Bahan bakar yang semula menggunakan MFO
(Marine Fuel Oil) diganti menggunakan solar. Untuk melakukan efisiensi
terhadap masing-masing unit PLTG dibutuhkan pengendalian pengoperasian dan
pembebanan unit PLTG yang optimal, jumlah unit yang dioperasikan, besar
pembebanan masing-masing unit serta nilai SFCuntuk masing-masing
pembangkit, sehingga diperlukan persentase pembebanan kapasitas pembangkit
yang optimum agar mendapatkan total biaya pembangkitan yang minimum dan
penghematan biaya bahan bakar. ( Bogi Adikumoro dkk, 2014)
Pada tahun 2017, penelitian yang dilakukan oleh Novi Gusnita dkk yang
berjudul “Analisa Teknis Dan Ekonomis Perbandingan Penggunaan Bahan Bakar
Pltmg Terhadap Pltg Di Pusat Listrik Balai Pungut Duri”. Menyatakan bahwa
pengoperasian pembangkit lisrik perlu dilakukan peminimalan biaya operasi, agar
daya beban tetap terpenuhi, sedangkan biaya operasi dapat ditekan, salah satunya
harga bahan bakar. Salah satu upaya pemerintah untuk mengurangi penggunaan
bahan bakar minyak dengan skenario Gasifikasi, dengan pertimbangan gas bumi
lebih efektif dan efisien, penggunaan lebih praktis dan emisinya lebih ramah
lingkungan jika dibandingkan bahan bakar minyak. Penelitian ini membandingkan
penggunaan bahan bakar pada PLTMG dan PLTG di pusat listrik Balai Pungut
secara teknis dan ekonomi dengan menggunakan metode langsung. Berdasarkan
analisa teknis produksi listrik PLTG lebih besar dibandingkan PLTMG yaitu
sebesar 14.619,3 kWh dan PLTMG sebesar 13.889,8 kWh, tetapi waktu operasi
PLTMG lebih besar dibandingkan PLTG dikarenakan perawatan PLTG lebih
sering dibandingkan PLTMG. Hal ini dibuktikan dengan Heat Rate PLTG jauh
lebih besar dibandingkan PLTMG yaitu 14.369,18 Btu/kwh sedangkan PLTMG
9002,88 Btu/kwh. Sedangkan Effesiensi Thermal PLTMG lebih bagus
dibandingkan PLTG yaitu 37% dan PLTG 23%. Sedangkan dalam analisa
Ekonomi biaya produksi PLTMG Rp.750 perkWh sedangkan PLTG Rp. 1120,78,
berdasarkan biaya produksi tersebut PLTMG lebih menguntungkan yaitu Rp.
22.914.397.100 lebih besar diandinkan PLTG sebesar Rp. 219.170.000.
Berdasarkan perhitungan tersebut dapat dikatakan PLTMG lebih unggul
dibandingkan PLTG. ( Novi Gusnita dkk, 2017).
Showing Page:
8/22
6
Di tahun 2018, penelitian yang dilakukan oleh Musa Aleksander Partogi
dkk dengan judul “Analisa Unjuk Kerja Sistem PLTG Di PT Indonesia Power
Unit Pembangkitan Bali”, menyatakan Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
merupakan salah satu mesin pembangkit yang digunakan PT. Indonesia Power UP
Bali dalam kegiatan industri pembangkit di Indonesia. Dalam pengoperasiannya
mulai tahun 1994 hingga sekarang mesin PLTG masih menggunakan minyak
solar/HSD sebagai bahan bakar pembangkit.Penelitian ini dimaksudkan untuk
menganalisa unjuk kerja sistem PLTG khususnya analisa keekonomian dengan
membandingkan penggunaan bahan bakar minyak solar dan gas pada mesin
pembangkit. SpesificFuel Consumption(SFC) adalah rasio perbandingan total
konsumsi bahan bakar terhadap daya listrik yang dibangkitkan, SFC digunakan
sebagai salah satu cara untuk mengetahui seberapa efisien sebuah mesin
pembangkit dan salah satu penentu biaya produksi khususnya biaya bahan bakar
yang diperlukan dalam pembangkit.Berdasarkan hasil penelitian dengan harga
minyak solar/HSD Rp 7300,-/liter dan gas US$ 11 /mmBTU, didapatkan biaya
produksi listrik bahan bakar HSD secara aktual sebesar Rp 2541,86 /kWh, secara
teoritis Rp 2336,00 /kWh dan gas secara teoritis Rp 1714,3 /kWh. Jika penjualan
listrik Rp 1352,-/kWh, maka dengan menggunakan bahan bakar HSD akan
berpotensi rugi sebesar Rp 1189,86 /kWh secara akutal, Rp 984,00 /kWh secara
teoritis, dan Rp 362,00 /kWh dengan menggunakan bahan bakar gas. ( Musa
Aleksander Partogi dkk, 2018).
Di tahun 2019 penelitian yang dilakukan oleh M. Furqon Ibadurrahman
yang berjudul “Analisis Pengaruh Perubahan Beban Terhadap Konsumsi Bahan
Bakar Pembangkitan (Studi Kasus Pada Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
Sicanang)”. Pada unit pembangkit, pertambahan beban akan mendorong
pertambahan bahan bakar. Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) yang dibahas
ini menggunakan High Speed Diesel (HSD) sebagai bahan bakar pembangkitnya.
Konsumsi spesifik suatu bahan bakar pembangkit digunakan untuk mendapatkan
gambaran mengenai efisiensi tiap-tiap unit pembangkit dan jumlah bahan bakar
yang digunakan untuk membangkitkan daya setiap jamnya. Penelitian ini
dilakukan untuk menentukan pengaruh perubahan beban terhadap konsumsi bahan
bakar pembangkit PLTG Sicanang Unit Lot 3, berdasarkan data operasional
Showing Page:
9/22
7
tanggal 19 Maret 2019 21 Maret 2019. Data yang dikumpulkan diperoleh dari
PLTG Sicanang. Data kemudian digunakan untuk menghitung efisiensi kerja
PLTG. Dari hasil perhitungan diperoleh nilai Specific Fuel Consumption (SFC),
Efisiensi Thermal, dan laju panas pembangkit (Heat Rate) pada saat beban rendah
dan beban puncak.Specific Fuel Consumption (SFC) pada beban rendah yang
didapat adalah sebesar 0.45 liter/kWh dan pada saat beban puncak sebesar 0.34
liter/kWh. Efisiensi Thermal pada saat beban rendah didapat sebesar 23%, dan
pada saat beban puncak sebesar 30%. Laju panas pembangkit (Heat Rate) pada
saat beban rendah sebesar 15649.65 kJ/kWh dan pada saat beban puncak sebesar
11814.68 kJ/kWh. ( M. Furqon Ibadurrahman, 2019).
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) adalah pembangkit listrik yang
menggunakan mesin turbin gas untuk menggerakkan generator. Perancangan
dan pembuatan turbin gas mempunyai prinsip kerja yang sederhana, dimana
energi panas yang dihasilkan selama proses pembakaran bahan bakar diubah
menjadi energi mekanik kemudian diubah menjadi energi listrik.
Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) adalah pembangkit listrik yang
menggunakan udara sebagai fluida kerjanya, fluida kerja tersebut telah diberi
tekanan hingga kondisi pembakaran bertekanan tinggi, sehingga dapat
menggerakkan bidang propulsi (yaitu turbin).
2.2.2 Turbin gas
Turbin gas itu adalah sebuah mesin berputar yang mengambil energi dari
arus gas pembakaran. Dia memiliki kompresor naik ke-atas dipasangkan
dengan turbin turun ke-bawah, dan sebuah bilik pembakaran di-tengahnya.
Energi ditambahkan diarus gas di pembakar, dimana udara dicampur
dengan bahan bakar dan dinyalakan
Pembakaran meningkatkan suhu, kecepatan dan volume dari aliran gas.
Kemudian diarahkan melalui sebuah penyebar (nozzle) melalui baling-baling
turbin, memutar turbin dan mentenagai kompresor.
Showing Page:
10/22
8
Energi diambil dari bentuk tenaga shaft, udara terkompresi dan dorongan,
dalam segala kombinasi, dan digunakan untuk mentenagai pesawat
terbang, kereta, kapal, generator, dan bahkan tank.
2.2.3 Prinsip kerja turbin gas
Udara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara (inlet).
Kompresor berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut,
sehingga temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara bertekanan ini masuk
kedalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar dilakukan proses pembakaran dengan
cara mencampurkan udara bertekanan dan bahan bakar. Proses pembakaran
tersebut berlangsung dalam keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan
ruang bakar hanya untuk menaikkan temperatur. Gas hasil pembakaran tersebut
dialirkan ke turbin gas melalui suatu nozel yang berfungsi untuk mengarahkan
aliran tersebut ke sudu-sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut
digunakan untuk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya
seperti generator listrik, dll. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuang
keluar melalui saluran buang (exhaust).
Secara umum proses yang terjadi pada suatu sistem turbin gas adalah
sebagai berikut:
Pemampatan (compression) udara di hisap dan dimampatkan
Pembakaran (combustion) bahan bakar dicampurkan ke dalam ruang bakar
dengan udara kemudian di bakar.
Pemuaian (expansion) gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke luar
melalui nozel.
Pembuangan gas (exhaust) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat
saluran pembuangan.
Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal, tetap terjadi
kerugian-kerugian yang dapat menyebabkan turunnya daya yang dihasilkan oleh
turbin gas dan berakibat pada menurunnya performa turbin gas itu sendiri.
Kerugian-kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas.
Sebab-sebab terjadinya kerugian antara lain:
Showing Page:
11/22
9
Adanya gesekan fluida yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan
(pressure losses) di ruang bakar.
Adanya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yang menyebabkan
terjadinya gesekan antara bantalan turbin dengan angin.
Berubahnya nilai Cp dari fluida kerja akibat terjadinya perubahan
temperatur dan perubahan komposisi kimia dari fluida kerja.
Adanya mechanical loss
2.2.4 Klasifikasi turbin gas
Turbin gas dapat dibedakan berdasarkan siklusnya, kontruksi poros dan
lainnya. Menurut siklusnya turbin gas terdiri dari:
Turbin gas siklus tertutup (Close cycle)
Turbin gas siklus terbuka (Open cycle)
Perbedaan dari kedua tipe ini adalah berdasarkan siklus fluida kerja. Pada
turbin gas siklus terbuka, akhir ekspansi fluida kerjanya langsung dibuang ke
udara atmosfer, sedangkan untuk siklus tertutup akhir ekspansi fluida kerjanya
didinginkan untuk kembali ke dalam proses awal.
Dalam industri turbin gas umumnya diklasifikasikan dalam dua jenis
yaitu:
Turbin Gas Poros Tunggal (Single Shaft)
Turbin jenis ini digunakan untuk menggerakkan generator listrik yang
menghasilkan energi listrik untuk keperluan proses di industri.
Turbin Gas Poros Ganda (Double Shaft)
Turbin jenis ini merupakan turbin gas yang terdiri dari turbin bertekanan tinggi
dan turbin bertekanan rendah, di mana turbin gas ini digunakan untuk
menggerakkan beban yang berubah seperti kompresor pada unit proses.
Showing Page:
12/22