ARTIKEL ANALISIS GRADIEN SUHU GEOTHERMAL
DI DAERAH OBJEK WISATA PENTADIO RESORT KABUPATEN GORONTALO Oleh Sandiwanto S, Raghel Yunginger, S.Pd, M.Si*, Tirtawaty Abdul S.Pd, M.Pd** Jurusan Fisika, Program Studi S1 Pendidikan Fisika Fakultas MIPA Universitas Negeri Gorontalo 2015 Email :
[email protected] ABSTRAK Sandiwanto S. Nim. 421408069. Skripsi. Analisis Gradien Suhu Geothermaldi Daerah Objek Wisata Pentadio ResortKabupaten Gorontalo. Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan IPA, Universitas Negeri Gorontalo. Pembimbing I, Ibu Raghel Yunginger, S.Pd, M.Si, Pembimbing II, IbuTirtawati Abdul, S.Pd, M.Pd. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai gradien suhu sumber air panas Pentadio Resort dan Bagaimanakah distribusi gradien suhu panas bumi Pentadio Resort Kabupaten Gorontalo.Penelitian ini merupakan penelitian survei dengan melakukan pengukuran langsung di lapangan.Sampel yang digunakan adalah 4 reservoir panas bumi dengan 16 titik pengukuran yang ada di sekitar reservoir. Analisi data dilakukan dengan 2 cara yakni dengan cara komputerisasi dan cara analitik. Cara kumputerisasi dengan menggunakan software Ms. Office Excel dan Software surfer ver. 8.0. Dari hasil analisis data maka disimpulkan bahwa reservoir panas bumi yang ada di objek wisata Pentadio Resort memiliki gradien suhu yang tinggi dengan nilai 0,054 –0,2500C/cm (rata-rata gradien suhu permukaan bumi 0,0007-0,0008 0C/cm). Gradien suhu mengalami peningkatan di sekitar reservoir 3 (dengan nilai 0,220C/cm) dan menyebar ke arah Barat-Daya area penelitian. Titik lain dengan peningkatan nilai gradien suhu berada di sekitar reservoir 4 (dengan nilai 0,183) dan menyebar ke arah reservoir 1 (dengan nilai 0,2500C/cm) yang berada di sebelah Tenggara dan sebelah Timur area penelitian. Berdasarkan temperatur fluida maka reservoir panas bumi yang ada di sekitar objek wisata Pentadio Resort termasuk kategori reservoir bertemperatur rendah (<1250C) dengan suhu antara 56.86 0C - 111.670C dengan asumsi daya per satuan adalah 10 MW/km2.Adapun metode yang paling cocok untuk digunakan dalam pemanfaatan potensi geothermal menjadi energy alternative pembangit listrik adalah sistem Binary Cycle dengan menggunakan cairan iso-butana sebagai fluida working. Kata Kunci: Gradien Suhu, Temperatur Geothermal, IC LM35DZ.
PENDAHULUAN Krisis Bahan Bakar Minyak (BBM) yang melanda Indonesia saat ini tidak dapat terelakan lagi. Tak terkecuali, Provinsi Gorontalo pun tak luput dari masalah krisis BBM tersebut. Salah satu hal terpenting yang menjadi penyebab utama kelangkaan Bahan Bakar Minyak (BBM) yakni karena sifatnya tidak dapat diperbaharui. Penggunaan listrik di Provinsi Gorontalo terus mengalami peningkatan dari tahun-tahun sebelumnya. Sesuai dengan data yang diperoleh
melalui situs pemerintah Provinsi Gorontalo (BPS Gorontalo. 2008: 175) menyatakan bahwa pada tahun 2005 jumlah daya terpasang sebesar 91.855.770 VA. Sedangkan pada tahun 2009 total daya yang tersambung mengalami peningkatan menjadi 101.356.870VA (BPS Gorontalo. 2010: 226). Sedangkan pada tahun 2010 total daya yang tersambung pada PT. PLN Cabang Gorontalo meningkat menjadi 106.192.570 VA (BPS Gorontalo. 2011: 157 ).
Provinsi Gorontalo merupakan salah satu daerah yang mempunyai beberapa daerah yang memiliki prospek panas bumi. Beberapa titik prospek panas bumi di Provinsi Gorontalo yang memiliki lokasi manifestasi panas bumi diantaranya Lombongo, Libungo, Pangi, dan Pentadio Resort. Sementara itu, manifestasi sumber air panas yang ada di Pentadio Resort baru dimanfaatkan sebagai tempat pariwisata. Olehnya itu, Peneliti tertarik untuk melakukan pengukuran temperatur reservoir dan melakukan analisis gradien suhu panas bumi yang ada di daerah objek wisata Pentadio Resort, dengan memformulasikan judul“Analisis Gradien Suhu Geothermal di Daerah Objek Wisata Pentadio Resort Kabupaten Gorontalo”.
Tabel. 2.1 Klasifikasi reservoir dan asumsi yang digunakan dalam estimasi potensi energi panas bumi Lain-Lain **)
Konversi Energi (%) *) Daya per Satuan Luas (Mwe/km2
Temperatur Rendah Temperatur Sedang Temperatur Tinggi
) Temperatu r Akhir (0C) Batas Temperatu r (0C)
Reservoir
KAJIAN PUSTAKA A. Pengertian Panas Bumi (Geothermal) dan Sistem Hidrotermal Menurut Noosalam (dalam Tisen. 2010:6) Geothermal berasal dari bahasa Yunani, Geo berarti Bumi, dan Thermal berarti panas, maka Geothermal diartikan sebagai panas yang dihasilkan dari bumi. Energi panas bumi adalah energi panas alami dari dalam bumi yang ditransfer ke permukaan bumi secara konduksi dan konveksi. Dari sudut pandang geologi, sumber energi panasbumi berasal dari magma yang berada di dalam bumi.Ia berperan seperti kompor yang menyala. Magma tersebut menghantarkan panas secara konduktif pada batuan disekitarnya. Panas tersebut juga mengakibatkan aliran konveksi fluida hydrothermal di dalam pori-pori
batuan. Kemudian fluida hydrothermal ini akan bergerak ke atas namun tidak sampai ke permukaan karena tertahan oleh lapisan batuan yang bersifat impermeabel. Lokasi tempat terakumulasinya fluida hydrothermal disebut reservoir, atau lebih tepatnya reservoir panas bumi. Dengan adanya lapisan impermeabel tersebut, maka hydrothermal yang terdapat pada reservoir panas bumi terpisah dengan groundwater yang berada lebih dangkal. Berdasarkan itu semua maka secara umum sistem panas bumi terdiri atas tiga elemen: (1) batuan reservoir, (2) fluida reservoir, yang berperan menghantarkan panas ke permukaan tanah, (3) batuan panas (heat rock) (Suparno. 2009:15). Menurut Eliason (dalam Suparno. 2009:24) temperatur fluida yang terlalu rendah tidak akan mengundang investasi untuk digunakan atau dimanfaatkan sebagai sumber energi panas bumi. Sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI 13-6171-1999), maka temperatur fluida pada reservoir panas bumi diklasifikasikan menjadi 3 kategori. Berikut klasifikasi reservoir dan asumsi yang digunakan dalam estimasi potensi energi panas bumi.
< 125
90
10
10
Φ = 10%
125225 >225
120
12,5
10
t = 30 thn
180
15
15
SL= 100%
Sumber: Metode estimasi potensi energi panas bumi (SNI 13-6171-1999)
*)
Asumsi daya persatuan luas pada kelas sumber daya spekulatif **) Berlaku untuk estimasi sumber daya pada kelas hipotesis dan cadangan kelas terduga
Keunggulan Panas Bumi Energi panas bumi memiliki keunggulan yang sangat besar. Menurut Hasbullah (2009:28) keunggulan sumber energi panas bumi adalah sebagai berikut: 1. Menyediakan tenaga listrik yang andal dengan pembangkit yang tidak memakan tempat. 2. Terbarui dan berkesinambungan. 3. Memberikan tenaga beban dasar yang konstan. 4. Dapat meng”conserve” bahan bakar fosil. 5. Memberikan keuntungan ekonomi secara lokal. 6. Dapat dikontrol secara jarak jauh. Dapat mengurangi polusi dari penggunaan bahan bakar fosil. B. Potensi Panas Bumi Di Gorontalo Secara geografis, Provinsi Gorontalo terletak berada di antara 1210 23’-1230 34’ Bujur Timur dan 00 19’-10 15’ Lintang Utara. Selain itu, sebelah utara berbatasan dengan Laut Sulawesi, sebelah Barat berbatasan dengan Provinsi Sulawesi Tengah, sebelah Selatan berbatasan dengan Teluk Tomini, dan sebelah Timur berbatasan dengan Provinsi Sulawesi Utara (BPS. Provinsi Gorontalo. 2010:4). Menurut hasil kajian Yunginger, dkk (2011:3) bahwa Provinsi Gorontalo memiliki potensi panas bumi. Hal ini ditandai dengan keberadaan beberapa manifestasi air panas yang ada di beberapa tempat di
Provinsi Gorontalo, diantaranya; Objek wisata Lombongo, dan tempat wisata Pentadio Resort. C. Distribusi Dan Gradien Suhu Sumber Air Panas Distribusi sumber panas bumi dapat dipandang sebagai sebuah sebaran panas yang menginduksi batuan yang bergerak dari reservoir panas atau sumber panas ke lapisan yang memiliki suhu rendah. Secara umum kenaikan temperatur terhadap kedalam di kerak bumi adalah sekitar 30 0C/km atau 0,03 0 C/m. Jika diasumsikan temperatur rata-rata permukaan bumi adalah 15 0 C, maka di kedalaman 3 km, temperaturnya akan mencapai 105 0C (Suparno. 2009:27). Menurut Nasirotunnisa (2010:39) Gradien suhu adalah perubahan suhu terhadap jarak atau kedalaman. Sebuah benda dengan luas penampang A dan tebal L, suhu pada permukaan T1 dan T2 sehingga perbedaan suhu diantara kedua permukaan adalah ∆T = T1 –T2. Besaran (T1 – T2)/L disebut gradien suhu. Jumlah kalor yang berpindah dari permukaan 1 ke permukaan 2 dalam waktu ∆t adalah: ∆
∆
=
.
∆
…(Nasirotunnisa: 2010:39)
Hubungan dasar untuk perpindahan panas dengan cara konduksi, sebagaimana yang dikemukakan oleh seorang ilmuan Prancis Fourier (dalam Purwanto. 2007:253) bahwa laju aliran panas dengan cara konduksi dalam suatu bahan sama dengan hasil kali tiga buah besaran yakni; a. Konduktivitas termal bahan (k).
b.
c.
Luas penampang, yang harus diukur saat tegak lurus terhadap arah aliran panas (A), Gradien suhu pada penampang tersebut yaitu laju perubahan suhu T terhadap jarak dalam arah aliran panas Z . Dapat dituliskan berikut;
sebagai
= − ................ (Purwanto. 2007:235)
Persamaan ini disebut Hukum Fourier untuk perpindahan panas konduksi. Mengingan hukum ke II Termodinamika (dalam Purwanto. 2007:235) yang menyatakan bahwa konduktifitas panas akan mengalir secara otomatis dari titik yang suhunya lebih tinggi ke titik yang suhunya lebih rendah, maka aliran konduksi panas q adalah positif jika gradien suhunya berharga negatif. Selain itu, arah kenaikan jarah z merupakan arah aliran konduksi panas positif, seperti tampak pada grafik 2.1.
disebut sebagai gradien suhu atau gradien thermal. Menurut Saptadji (2009:2) adanya batuan panas pada suatu area menyebabkan gradien temperatur di suatu area menjadi lebih besar dari gradien temperatur rata-rata, sehingga dapat mencapai 70-80 0 C/km. Bahkan di area tertentu gradien temperatur sangat tinggi sehingga dinyatakan dalam 0C/cm. Disisi lain, panas yang ada di permukaan bumi juga dipengaruhi oleh radiasi panas matahari. Menurut J. L. Monteith dan M. H. Unswotrh(1989:226)bahwa pada kedalaman 50 cm di bawah permukaan, suhu tanah tidak lagi dipengaruhi oleh suhu luar atau suhu yang ada di atas permukaan tanah yang disebabkan oleh radiasi panas matahari. Gambar 2.5 Pengukuran Gradien Suhu Dengan Menggunakan Indikator Bare Soil (Tanah Tandus) Dan Potatoes (Tanah Perkebuanan Kentang)
Grafik 2.1 Hubungan antara Perubahan Jarak terhadap Perubahan Temperatur
Sumber: Purwanto.2007:235 Perbandingan antara (
) meru-pakan
besar konduktifitas panas suatu bahan. Sebaran atau distribusi panas yang ada di sutau areal tertentu berbentuk anomali yang kemudian
Sumber: JL. Monteith and M.H Unsworth (1990: 226) Principle of invirontmental Physics
Dari gambar 2.4 dapat dilihat bahwa pada kedalaman 50 cm suhu tanah menjadi lebih stabil pada setiap waktu
pengukuran. Perbedaan temperatur yang disebabkan oleh pengaruh kedalaman disebut sebagai gradien suhu (J. L. Monteith dan M. H. Unswotrh. 1989:226). Menurut McCabe,1993 (dalam Hartono. 2008:3) Pemanasan berarti mengaktifkan gerakan molekul. Laju perpindahan panas secara konduksi sebanding dengan gradien suhu.Secara matematis dapat dituliskan
∝
……..Hartono (2008:3)
Dengan: : Gradien suhu q : Laju perpindahan kalor : Vektor suhu : Jarak atau kedalaman Dengan konstanta kesetimbangan/konduksi maka menjadi persamaan Fourier q = -kA D. Sensor Suhu LM35DZ LM35DZ merupakan salah satu jenis IC (Integrated Cirkuit). IC ini berfungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi output dalam bentuk tegangan. Menurut Setiawan (2009:6) IC LM35 merupakan sensor suhu yang menggunakan chip silikon sebagai element pendeteksi. Selain itu, sensor suhu memiliki variabel output berupa tegangan yang linear dengan jangkauan pengukuran antara -55 0C – 150 0C. Menurut Lapanporo (2011:2) kelebihan - kelebihan LM35 adalah sebagai berikut: 1. Dapat dikalibrasi langsung dalam celcius, 2. Memiliki faktor skala linear +10.0 mv/°C, 3. Memiliki ketepatan 0,5 °C pada suhu +25 °C
4.
Jangkauan maksimal suhu antara 55 °C sampai +150 °C, 5. Cocok untuk aplikasi jarak jauh, 6. Harga yang cukup murah, 7. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 Volt, 8. Memiliki arus drainkurang dari 60 µA, 9. Pemanasan sendiri yang lambat (low self –heating), 0,08 °C di udara diam; 10. Ketidaklinearan hanya sekitar ±14 °C, dan 11. Memiliki impedansi keluaran yang kecil, 0,1 W untuk beban 1 mA. Skema IC LM35 dengan rangkaian resistor 50 µA dapat dilihat pada gambar di bawah ini (lihat gambar 2.6). Gambar 2.6 Rangkaian IC LM35 dengan resistor 50 µA
Sumber: National Semiconductor Corporation (2000:1) DS005516 METODE PENELITIAN A. Waktu Dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni 2014 di objek wisata Pentadio Resort Kabupaten Gorontalo.Secara geografis Pentadio Resort terletak pada 0036’58’’ Lintang Utara dan 1230 00’26” Bujur Timur.Objek wisata Pentadio Resort
tepat berada di Desa Pentadio Timur, Kecamatan Telaga Biru, Kabupaten Gorontalo. B. Alat Penelitian Penelitian ini merupakan penelitian survei dengan melakukan pengukuran langsung di lapangan. Adapun alat utama yang digunakan pada penelitian ini yakni sensor suhu LM35Dz yang dibuat oleh peneliti. Beberapa komponen yang digunakan adalah sebagai berikut: Tabel 3.1 Komponen-Komponen Pembuatan Sensor Suhu LM35DZ NAMA ALAT FUNGSI 1. IC LM35DZ, 2. Kapasitor 100 µF, 3. Kabel 2,50 m 4. Batangan Aluminium 2,30 m 5. Baterai 12 buah,
1. Detektor Suhu, 2. Hambatan, 3. Menghantarkan arus listrik, 4. Bantangan untuk penyangga IC LM35DZ 5. Sumber listrik
Sedangkan alat yang digunakan dalam pengukuran pengukuran adalah sebagai berikut: Tabel 3.2 Alat Yang Digunakan Pada Pengukuran di Lapangan Serta Fungsinya NAMA ALAT
FUNGSI
1. Sensor Suhu
1. Pengubah besaran temperatur ke besaran tegangan 2. Alat pengukur Tegangan, 3. Menghantarkan arus listrik, 4. Mengukur posisi reservoir, 5. Untuk mengukur jarak dan kedalaman, 6. Untuk membuat lubang di sekitar reservoir.
2. Voltmeter, 3. Kabel, 4. GPS,… …… 5. Meter Rol, dan… 6. Patok Besi.
Variabel Penelitian Adapun variabel dalam peneli-tian ini yakni: a) Variabel bebas yakni jarak dan kedalaman pada titik pengukuran dan variasi kedalaman titik pengukuran pada masing-masing reservoir (cm). b) Variabel terikat yakni tegangan output pada sensor suhu dalam satuan mV untuk memperoleh gradien suhu, c) Variabel kontrol yakni tegangan output pada baterai itu sendiri. C. Populasi Penelitian Populasi yakni keseluruhan objek yang diamati. Sementara dalam penelitian ini yang menjadi populasi yakni suhu sumber air panas bumi dalam bentuk manifestasi air panas yang ada di wilayah objek wisata Pentadio Resort. D. Sampel Penelitian Sampel adalah bagian dari jumlah dan kerakteristik yang dimiliki oleh poplasi (Sugiyono. 2009:81). Penarikan sampel dilakukan dengan menggunakan teknik sampling purposive. Tehnik sampling purposive adalah suatu cara penarikan sampel dengan pertimbangan tertentu (Sugiyono. 2009:85). Adapun yang menjadi sampel dalam penelitian ini yakni 4 hot spot air panas yang ada di objek wisata Pentadio Resort. Pengambilan sampel berdasarkan pada pengamatan langsung dibeberapa manifestasi air panas yang ada di sekitar area objek wisata Pentadio Resort. Dari hasil pengamatan maka dipilihlah 3 hot spot yang ada di dalam area objek wisata dan 1 hot spot yang berada di luar area objek wisata.
Tabel 3.3 Koordinat Dan Elevasi Masing-Masing Reservoir Hot Spot I II III IV
Koordinat N E N E N E N E
000 36’ 55.5” 1230 00’ 32.4” 000 36’ 55.8” 1230 00’ 32.6” 000 36’ 55.1” 1230 00’ 29.9” 000 36’ 54.5” 1230 00’ 33.2”
Elevasi 16 mpl 14 mpl 21 mpl 14 mpl
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Data Hasil Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di area objek wisata pemandian air panas Pentadio Resort Kabupaten Gorontalo selama 30 hari pada tanggal 23 Juni 25 Juli 2014. Penelitian diawali dengan melakukan kalibrasi alat penelitian di sumber air panas Pentado Resort. Setelah dilakukan pengukuran koordinat maka penelitian dilanjutkan dengan melakukan pengukuran suhu reservoir dan titik pengukuran dengan menggunakan sensor suhu yang telah dirancang. Pengukuran ini dilakukan pada 4 reservoir dengan 16 titik pengukuran yang terdiri: 1. Reservoir 1 terdiri dari 4 titik pengukuran 2. Reservoir 2 terdiri dari 4 titik pengukuran 3. Reservoir 3 terdiri dari 4 titik pengukuran 4. Reservoir 4 terdiri dari 4 titik pengukuran
Setiap titik pengukuran terdiri 8 kali pengukuran dengan kedalaman yang berbeda-beda yakni 30 cm, 50 cm, 75 cm, 100 cm, 125 cm, 150 cm, 175 cm, dan 200 cm. Namun ada beberapa dengan alasan kondisi lapangan yang tidak mendukung, sehingga ada beberapa titik yang tidak bisa dilakukan pengukuran sampai pada kedalaman 200 cm. B. Data Gradien Suhu pada Masing-Masing Reservoir dengan Meng-gunakan Cara Komputerisasi 1. Hot Spot 1 Hot spot 1 terdiri dari 4 titik pengukuran, dengan suhu Hot spot paling tinggi terdapat pada titik pengukuran 1A dengan suhu 99,57 0C pada kedalaman 50 cm. Sedangkan suhu paling rendah terletak pada titik pengukuran 1D dengan suhu 57,43 0C pada kedalaman 200 cm. Grafik 4.1 Hubungan Antara Kedalaman Terhadap Perubahan Temperatur Pada Setiap Titik Pengukuran untuk Hot Spot 1 160
HUBUNGAN ANTARA KEDALAMAN TERHADAP PERUBAHAN SUHU
140
PERUBAHAN SUHU (0C)
Berikut koordinat masingmasing reservoir serta elevasinya.
120
1A 1B 1C 1D
100 80
y = 0.126x + 32.68 y = 0.142x + 30.16 y = 0.164x + 30.02 y = 0.25x + 87.07
60 40 20 0 0
100 200 KEDALAMAN (cm)
300
Dari grafik 4.1 diperoleh bahwa: 1. Untuk titik 1A diperoleh persamaan garis y = 0.25x + 87.07. Sehingga
diperoleh gradien suhu sebesar 0,250C/cm. 2. Untuk titik 1B diperoleh persamaan garis y = 0.142x + 30.16. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.142 0C/cm. 3. Untuk titik 1C diperoleh persamaan garis y = 0.164x + 30.02. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.164 0C/cm. 4. Untuk titik 1D diperoleh persamaan garis y = 0.126x + 32.68. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.1260C/cm. 2. Hot Spot 2 Pengukuran suhu pada Hot spot 2 terdiri dari 4 titik pengu-kuran yakni titik 2A, titik 2B, titik 2C, titik 2D. Dari hasil pengukuran diperoleh bahwa suhu tertinggi pada Hot spot 2 terdapat pada titik pengukuran 2A dengan suhu 98,86 0C pada kedalaman 175 cm. Sedangkan suhu terendah terdapat pada titik pengukuran 2B dengan suhu 56,86 0C pada kedalaman 200 cm.
HUBUNGAN ANTARA KEDALAMAN DENGAN PERUBAHAN TEMPERATUR
120 100
3. Hot Spot 3 Pengukuran suhu pada Hot spot 3 terdiri dari 4 titik pengukuran yakni titik 3A, titik 3B, titik 3C, titik 3D, dan titik 3E. Dari tabel 4.1 dapat dilihat bahwa suhu paling tinggi terletak pada titik pengukuran 3C dengan suhu 111,67 0C pada kedalaman 200 cm. Sedangkan suhu pengukuran paling rendah terletak pada titik 3B dengan suhu 58,00 0C pada kedalaman 200 cm. Grafik 4.3 Hubungan Antara Kedalaman Terhadap Perubahan Temperatur pada Hot spot 3 HUBUNGAN ANTARA KEDALAMAN DENGAN PERUBAHAN TEMPERATUR
80 120
60
PERUBAHAN TEMPERATUR (0C)
PERUBAHAN TEMPERATUR (0C)
Grafik 4.2 Hubungan Antara Kedalaman Terhadap Perubahan Temperatur Pada Setiap Titik Pengukuran untuk Hot Spot 2
Dari grafik 4.2 maka persamaan garis dan gradien suhu di masingmasing titik pengukuran untuk Hot spot 2 sebagai berikut: 1. Untuk titik 2A diperoleh persamaan garis y = 0.213x + 65.56. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.213 0C/cm. 2. Untuk titik 2B diperoleh persamaan garis y = 0.134x + 29.76. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.134 0C/cm. 3. Untuk titik 2C diperoleh persamaan garis y = 0.120x + 36.11. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.1200C/cm. 4. Untuk titik 2D diperoleh persamaan garis y = 0.159x + 34.97. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.159 0C/cm.
100
2A 2B 2C 2D
40 20
s
y = 0.213x + 65.56 y = 0.134x + 29.76 y = 0.120x + 36.11 y = 0.159x + 34.97
KEDALAMAN (cm)
0 0
50
100
150
200
250
80 60 y = 0.079x + 65.35 y = 0.120x + 35.54 y = 0.22x + 47.20 y = 0.054x + 52.07
40 20
3A 3B 3C 3D
0 0
100 200 KEDALAMAN (cm)
300
Dari grafik 4.3 maka persamaan garis dan gradien suhu di masingmasing titik pengukuran untuk Hot spot 3 sebagai berikut: 1. Untuk titik 3A diperoleh persamaan garis y = 0.079x + 65.35. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.079 0C/cm. 2. Untuk titik 3B diperoleh persamaan garis y = 0.120x + 35.54. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.120 0C/cm. 3. Untuk titik 3C diperoleh persamaan garis y = 0.22x + 47.20. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.22 0 C/cm. 4. Untuk titik 3D diperoleh persamaan garis y = 0.054x + 52.07. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.0540C/cm. 4. Hot Spot 4 Untuk pengukuran di Hot spot 4 terdiri dari 4 titik pengukuran. Dari tabel 4.1 dapat dilihat bahwa suhu paling tinggi terletak pada titik pengukuran 4B dengan suhu 74,710C pada kedalaman 200 cm. Sedangkan suhu pengukuran paling rendah terletak pada titik 4C dengan suhu 58,570C pada kedalaman 200 cm. Grafik 4.4 Hubungan Antara Kedalaman Terhadap Perubahan Temperatur Pada Setiap Titik Pengukuran untuk Hot spot 4 HUBUNGAN ANTARA KEDALAMAN DENGAN PERUBAHAN TEMPERATUR
PERUBAHAN TEMPERATUR (0C)
90 80 70 60 50 40
4A 4B y = 0.169x + 43.08 4C y = 0.110x + 35.94 4D y = 0.183x + 44.71
30 20 10
KEDALAMAN (cm)
0 0
50
100
150
200
250
Dari grafik 4.4 maka persamaan garis dan gradien suhu di masingmasing titik pengukuran untuk Hot spot 4 sebagai berikut: 1 Untuk titik 4B diperoleh persamaan garis y = 0.169x + 43.08. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.1690C/cm. 2 Untuk titik 4C diperoleh persamaan garis y = 0.110x + 35.94. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.110 0C/cm. 3 Untuk titik 4D diperoleh persamaan garis y = 0.183x + 44.71. Sehingga diperoleh gradien suhu sebesar 0.183 0C/cm. C. Distribusi Suhu dan Gradien Suhu di Sekitar Titik Pengukuran Dari hasil analisis data gradient suhu maka diperoleh gambaran distribusi temperatur dan nilai gradient suhu pada masing-masing reservoir. Gambar 4.2 Peta Distribusi Temperatur Dari Perspektif 3D Pada Setiap Titik Pengukuran. Peta Distribusi Temperatur di Setiap Titik Pengukuran
U
La titu
de
de gitu Lon
Gambar 4.3 Peta Distribusi Temperatur Dari Perspektif 2D
dapat dilihat pada gambar 4.4 dan gambar 4.5. Gambar 4.4 Peta Distribusi Gradien Suhu dilihat dengan Perspektif 3D Pada Setiap Titik Pengukuran. Peta Distribusi Gradien Suhu di Setiap Titik Pengukuran
U
Lo
Dari gambar 4.2 dapat dilihat bahwa temperatur reservoir paling tinggi berada di sekitar reservoir 3 dan area di sekitar reservoir 1 dan reservoir 4.Sedangkan dari gambar 4.3 dapat dilihat bahwa suhu reservoir cenderung lebih tinggi di sebelah BaratLaut yang ditandai dengan sebaran warna Jingga-Merah. Sedangkan peningkatan suhu yang signifikan terdapat di sebelah Tenggara yakni tepat pada posisi hot spot 4 dengan warna Hijau dan Merah. Sebelah Timur memiliki temperatur yang stabil dengan ditandai sebaran warna Kebiruan yang mendominasi areal (Gambar 4.3). Selain itu, areal yang memiliki temperature reservoir yang rendah terletak di sebelah Selatan dan Barat-Daya yang ditandai dengan sebaran biru di sekitar area. Jadi dapat disimpulkan bahwa potensi besar dengan kandungan panas yang tinggi menyebar ke arah Barat-Laut area penelitian. Adapun gambaran distribusi gradien suhu pada setiap titik pengkuran di masing-masing reservoir
it ng
ud
e
Gambar 4.5 Peta Distribusi Gradien Suhu dilihat dengan Perspektif 2D Pada Setiap Titik Pengukuran.
Dari gambar 4.4 dapat dilihat bahwa gradien suhu yang paling tinggi berada di sekitar reservoir 3. Selain itu, titik lain yang memiliki gradien suhu yang tinggi berada di sekitar hot spot 4 dan memanjang ke arah hot spot 1 dan 2. Dari gambar 4.5 dapat dilihat pola penyebaran gradien suhu di lokasi penelitian.Gradien suhu yang tinggi berada di sekitar hot spot 3 dan menyebar ke arah Barat-Laut dengan indikator warna Ungu sampai Kemerahan. Sedangkan area di
sebelah Timur memeiliki gradien suhu di atas rata-rata dan terdapat 3 titik di sekitar hot spot 1, hot spot 2, dan hot spot 4 dengan peningkatan gradien suhu yang relative tinggi dengan ditandai dengan warna Kuning sampai Ungu. D. Pembahasan Penggunaan bahan bakar fosil dalam jangka waktu yang lama akan menjadiancaman bagi lingkungan, baik itu dalam bentuk limbah cair maupun polusi yang dihasilkan. Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah langkah cerdas dalam mencari alternatif energi yang lebih ramah lingkungan dan memiliki prospek penggunaan dalam jangka waktu yang lama. Energi panas bumi (Geothermal) merupakan salah satu energi alternatif yang ramah lingkungan dan dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama.Oleh sebab itu, energi panas bumi sangat potensial untuk dikembangkan melihat kondisi yang ada saat ini. Pentadio Resort merupakan salah satu tempat di Provinsi Gorontalo yang memiliki potensi panas bumi.Hal ini ditandai dengan keberadaan manifestasi air panas yang ada di beberapa tempat di sekitar objek wisata Pentadio Resort.Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar gradien suhu dan temperatur fluida yang ada di setiap reservoir serta distribusi temperatur dan gradien suhu di area objek wisata Pentadio Resort. Pengukuran suhu dengan menggunakan sensor suhu LM35DZ dilaksanakan selama 30 hari yang dimulai tanggal 26 Juni - 25 Juli 2014. Dari hasil analisis data temperatur hot spot di setiap titik pengukuran, maka reservoir panas bumi yang ada di objek wisata
Pentadio Resort dikategorikan kedalam hot spot temperatur rendah (< 125 0C). Sesuai dengan hasil pengukuran lapangan diperoleh bahwa hot spot panas bumi yang ada di objek wisata Pentadio Resort memiliki 0 temperatur 56.86 C-111,670C. Meskipun demikian, ada beberapa titik yang memiliki temperature reservoir yang tinggi di bandingkan dengan reservoir lain. Temperatur ini dapat dilihat di sekitar hot spot 3 pada area pengukuran dan titik lainnya berada di sekitar hot spot 4 area pengukuran. Untuk hot spot 3 terletak pada titik pengukuran 3C dengan suhu 111,670C pada kedalaman 200 cm. Dari hasil analisis distribusi dengan menggunakan software surfer ver. 8.0.bahwa temperatur fluida terus meningkat ke arah Barat-Laut area penelitian. Selain itu, peningkatan suhu fluida terjadi di sekitar hot spot 4 atau di sebelah Tenggara area penelitian.Temperatur fluida terus mengalami penurunan ke arah Selatan dan Barat-Daya area penelitian.Dilihat dari gradien suhu, area dengan nilai gradien suhu paling tinggi terletak di sekitar hot spot 3 dan menyebar ke arah Barat-Laut area penelitian. Sedangkan titik pengukuran lain dengan nilai gradien suhu tertingi terletak di sekitar hot spot 4 dan menyebar ke arah reservoir 1 dengan nilai puncak tertinggi terdapat di sekitar area hot spot 4 dengan nilai gradien suhu ± 0,24. Jika dilihat dari gradien suhu rata-rata permukaan bumi, maka gradien suhu yang ada di reservoir panas bumi di area objek wisata Pentadi Resort termasuk gradien suhu paling tinggi. Dengan menggunakan nilai gradien suhu paling rendah pada titik pengukuran 3D dengan nilai
0,054 0C/cm, maka nilai ini sama dengan 77 kali gradien suhu rata permukaan bumi. dimana rata-rata gradien suhu permukaan bumi sekitar 70-80 0C/km atau sekitar 0,00070,0008 0C/cm (Saptadji 2009:2). Berdasarkan temperatur reservoir, maka potensi geothermal yang ada di sekitar objek wisata Pentadio Resort sangat cocok dikembangkan dengan menggunakan sistem binary cycle.Menurut Cristosiswoyo (Irawan, dkk. 2011:32) Sistem binary cycle adalah suatu sistem dengan memanfaatkan panas fluida untuk menguapkan cairan yang ada di pipa working. Uap ini yang kemudian memutar turbin dan menghasilkan energy listrik Fluida yang digunakan adalah fluida yang memiliki titik didih sangat rendah dan dapat memuai membentuk gas. Cairan yang sering di gunakan adalah jenis iso-butana (Irawan, dkk.2011:32). Metode ini sangat cocok untuk digunakan pada reservoir panas bumi dengan temperatur rendah. Gambar 4.6 Rangkaian pembangkit listrik tenaga panas bumi dengan menggunakan sistem binary cycle.
Sumber: Cristosiswoyo. dkk.2011)
2008
(Irawan,
Laju panas konduksi yang ada di setiap reservoir masih membutuhkan penelitian lebih lanjut menyangkut dengan formasi lapisan tanah di setiap
titik pengukuran.Laju panas konduksi pada setiap reservoir sangat berpengaruh pada suhu fluida yang dihasilkan.Analisis data dilakukan dengan menggunakan persamaan Hukum Fourier untuk laju panas konduksi.Dari hasil analisis, diperoleh bahwa titik pengukuran dengan nilai q paling tinggi terletak pada titik pengukuran 3C dan titik pengukuran 1A.Sedangkan titik pengukuran dengan nilai q paling rendah terletak pada titik pengukuran 3D. Dari hasil pembahasan maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Gradien suhu di sekitar objek wisata Pentadio Resort memiliki gradien suhu yang tinggi dengan nilai 0,054 – 0,250 0C/cm. Sedangkan distribusi gradien suhu yang tinggi terletak di sebelah Barat-Laut area penelitian, adapun titik lainnya dengan nilai gradien suhu yang tinggi terletak di sebelah Tenggara area penelitian. 2. Reservoir panas bumi yang ada di sekitar objek wisata Pentadio Resort memiliki temperatur ratarata 56.86 0C - 111.670C dengan kedalaman pengukuran 50 – 200 cm sehingga dikategorikan kedalam Reservoir temperatur rendah (< 125 0C) dengan asumsi daya 10 Mwe/km2 (SNI. 13-61711999 ICS 73.020). Dilihat dari arah distribusi temperaturnya, maka temperatur reservoir yang tinggi terletak di sebelah baratlaut area penelitian dan sebelah tenggara area penelitian di sekitar reservoir 4 dan reservoir 1. 3. Dilihat dari temperatur reservoir yang ada di setiap reservoir, maka metode yang paling cocok digunakan untuk proses
pengembangan potensi panas bumi yang ada di objek wisata Pentadio Resort adalah dengan menggunakan sistem binary cycle… PENUTUP A. Kesimpulan Dari hasil pembahasan, maka dapat simpulkan bahwa: 1. Hot spot panas bumi yang ada di sekitar objek wisata Pentadio Resort memiliki temperatur 56.86 0 C - 111.67 0C. Sehingga diklasifikasikan ke dalam reservoir temperatur rendah (<125 0C) dengan asumsi daya per satuan luas adalah 10 MW/km2. 2. Hot spot panas bumi yang ada di objek wisata Pentadio Resort memiliki gradien suhu yang tinggi dengan nilai 0,054 – 0,250 0C/cm (rata-rata gradien suhu permukaan bumi 0,0007-0,0008 0C/cm). 3. Distribusi gradien suhu mengalami peningkatan ke arah Barat-Laut area penelitian di sekitar hot spot 3 (dengan nilai 0,22 0C/cm). Selain itu, peningkatan gradien suhu berada berada di sebelah Tenggara dan sebelah Timur area penelitian di sekitar hot spot 4 (dengan nilai 0,183) dan menyebar ke arah hot spot 1 (dengan nilai 0,2500C/cm).
4. Berdasarkan temperatur hot spot, maka temperatur hot spot yang tinggi terletak di sebelah Barat-Laut area penelitian atau di sekitar reservoir 3 dan sebelah Tenggara area penelitian di sekitar reservoir 4 dan reservoir 1. 5. Berdasarkan temperatur hot spot, maka metode yang paling cocok digunakan untuk proses pengembangan potensi panas bumi yang ada di objek wisata Pentadio Resort menjadi energy alternativ pembangkit listrik adalah menggunakan sistem binary cycle. B. Saran 1. Diadakan lagi penelitian lebih lanjut terkait dengan pengukuran gradien suhu lebih lanjut. 2. Mengembangkan kembali sensor suhu LM35DZ sebagai alat ukur dalam mendeteksi temperatur panas bumi yang ada bawah permukaan sehingga diperoleh sebuah alat yang praktis dan efisien. 3. Kepada pihak Pemerintah, potensi sumber daya alam yang ada di Pentadio Resort harusnya tidak sepenuhnya digunakan sebagai tempat pariwisata, melainkan sumber energi pada prospek pengembangan pembangkit listrik tenaga panas bumi.
DAFTAR PUSTAKA BPS Prov. Gorontalo. 2008. Gorontalo Dalam Angka. Gorontalo.Katalog BPS Prov. Gorontalo. 2010. Gorontalo Dalam Angka. Gorontalo.Katalog BPS Prov. Gorontalo. 2011. Gorontalo Dalam Angka. Gorontalo.Katalog
Hartano, Rudi.2008. Penukar Panas. Banten: Universitas Sultan Agung Tirtayasa. Jurnal Hasbullah. 2009. Konversi Energi Panas Bumi. UPI. Jurnal Lapanporo, Boni Pahlanop. 2011. Protoripe Sistem Telemetri Berbasis Sensor Suhu dan Sensor Asap
untuk Pemantauan Kebakaran Lahan. Pontianak: Program Studi Fisika, Universitas Tanjungpura. Jurnal Monteith, J.L dkk. 1990. Principles Of Environmental Physics. Purwanto.Andik. 2007. Analisis Data Suhu, Konduktifitas, dan Aliran Panas Untuk Menafsir Struktur Bawah Permukaan daerah Air Putih Lebong Utara. Bengkulu: Jurusan Pendidikan MIPA, FKIP. Jurnal Saptadji, Nenny. 2009. Karakterisasi Reservoir Panas Bumi.Bandung: ITB. Jurnal Suparno, Supriyanto. 2009. Energi Panas bumi A Present From The Heart Of The Earth. Italy:Sugiyono. 2011. Metodologi Penelitian Kualitatif, Kuantitatif R & D. Bandung: Alfabeta
New York: Endinburg and Sutton Bonington Nasirotunnisa. 2010. Analisis Nilai Kalor Bahan Bakar. Malang: Universitas Negeri Maulana Malik Ibrahim. Jurnal Tisen.2009. Estimasi Potensi Energi Panas Bumi dan Prediksi Daya Listrik Daerah Prospek Panas Bumi PentadioResort.Gorontalo: Jurusan Fisika (UNG).Skripsi Yunginger, Raghel. Dkk. 2011.Kajian Prospek Potensi Energi Panas Bumi di Provinsi Gorontalo Sebagai Sumber Energi Listrik yang Ramah Lingkungan. Gorontalo: UNG. Laporan Akhir Tahun _____ 2000. LM35 Precision Centigrade Temperature Sensors. National Semiconduktor Corporation: DS005516
