BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang Ketersediaan sumber daya energi tak terbarukan semakin lama semakin menipis. Pada Outlook Energi Indonesia 2014 yang dikeluarkan oleh Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), seperti yang terdapat pada Tabel 1.1, dapat dilihat total cadangan energi fosil yang ada di Indonesia. Sementara itu, Tabel 1.2 menunjukkan data produksi energi fosil di Indonesia pada tahun 2011 dan 2012. Dari data yang ada pada Tabel 1.1 dan 1.2, berdasarkan rasio cadangan produksi sumber energi fosil, rentang waktu pemanfaatan batubara paling tinggi, yaitu sekitar 75 tahun lagi akan habis. Rentang waktu pemanfaatan gas masih dapat bertahan sampai hampir 33 tahun lagi. Sementara itu, minyak merupakan sumber energi fosil yang rentang waktu pemanfaatannya paling pendek, yaitu masih dapat dimanfaatkan hanya sekitar 12 tahun lagi, bila tidak ditemukan cadangan baru [1]. Tabel 1.1. Potensi Sumber Daya Energi Fosil 2011-2012 [1] Cadangan
Cadangan
Potensial
Terbukti
2011
3,69
4,04
7,73
2012
3,67
3,74
7,41
2011
48,18
104,71
152,89
2012
47,35
103,35
150,70
Sumber Daya
Cadangan
2011
120,33
28,01
2012
119,42
28,97
Jenis Energi
Tahun
Minyak Bumi (miliar barel) Gas Bumi (TSCF)
Batubara (miliar ton)
Sumber/Source: CDIEMR (2012, 2013)
1
Total
2
Tabel 1.2. Total Produksi Energi Fosil 2011-2012 [2] Jenis Energi
Tahun Total Produksi
Minyak Bumi (juta barel)
Gas Bumi (TCF)
Batubara (juta ton)
2011
329
2012
315
2011
3,26
2012
3,17
2011
353
2012
386
Sumber/Source: CDIEMR (2012, 2013) Kondisi tersebut menyebabkan perlunya dikembangkannya alternatif pengganti sumber energi tak terbarukan, yaitu berupa energi baru dan terbarukan. Indonesia memiliki sumber energi baru dan/atau terbarukan yang sangat melimpah seperti yang ada pada Tabel 1.3, yaitu: energi panas bumi, air, biomasa, matahari, angin, uranium, gas metana batubara serta shale gas. Tabel 1.3. Sumber Energi Baru dan/atau Terbarukan di Indonesia [1] No.
Sumber Energi
Potensi
1.
Panas Bumi
16.502 MW (Cadangan)
2.
Hidro
3.
Mini-mikrohidro
75.000 MW (Sumberdaya) 769.7 MW (Sumberdaya)
4.
Biomassa
13.662 Mwe (Cadangan)
Energi Surya 4,8 kWh/m2 per day Energi Angin 3-6 m/s Uranium 3.000 MW Gas Metana 8. 453 TSCF (Sumberdaya) Batubara 9. Shale Gas 574 TSCF (Sumberdaya) Sumber: Ditjen EBTKE, 2013 5. 6. 7.
Kapasitas Terpasang 1.341 MW (Sampai Mei 2013) 7.059 MW 512 MW 1.364 Mwe 75,5 Mwe (on grid) 42,78 MW 1,33 MW 30 MW
Dari Tabel 1.3 dapat diketahui bahwa salah satu sumber energi terbarukan yang mempunyai potensi yang sangat besar untuk diimplementasikan adalah
3
energi surya. Rata-rata intensitas radiasi matahari di Indonesia adalah 4,8 kWh/m2 per hari atau setara dengan 1.752 kWh/m2 per tahun [1]. Sampai pada tahun 2013, kapasitas terpasang pemanfaatan energi matahari di Indonesia adalah 42,78 MW. Sementara itu, pada Gambar 1.1 dapat dilihat peta persebaran intensitas radiasi matahari yang dinyatakan dalam satuan kWh/m2 per tahun.
Gambar 1.1 Peta Persebaran Intensitas Radiasi Matahari di Indonesia [2] Pada Gambar 1.1 tersebut dapat dilihat beberapa lokasi yang memiliki potensi energi matahari yang besar di Indonesia, seperti: Jawa Tengah, Daerah Istimewa Yogyakarta, Nusa Tenggara Barat serta Nusa Tenggara Timur. Bahkan di beberapa daerah, misalnya Kabupaten Sumbawa di Provinsi Nusa Tenggara Barat serta Pulau Sumba dan Kupang di Provinsi Nusa Tenggara Timur intensitas radiasi mataharinya dapat mencapai 2.200 kWh/m2 per tahun [2]. Energi matahari dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, seperti pembangkitan energi listrik, pemanasan air, salinasi air laut maupun pengkondisian udara. Aplikasi pemanfaatan energi matahari yang paling banyak digunakan adalah pembangkitan energi listrik. Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk membangkitkan listrik dengan memanfaatakan energi matahari, yaitu: Solar Thermoelectricity (STE), Dye Sensitized Solar Cell (DSSC), Concentrated Photovoltaic (CPV), Photovoltaic Solar Panels (PV) dan
4
Concentrated Solar Power (CSP). Dari beberapa teknologi tersebut, metode konversi energi matahari menjadi energi listrik yang sudah digunakan secara masal adalah teknologi Photovoltaic Solar Panels (PV) dan Concentrated Solar Power (CSP) karena teknologinya sudah dapat diimplementasikan [3]. Dalam penelitian ini akan dirancang sebuah Concentrated Solar Power (CSP) atau bisa juga disebut dengan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari atau Solar Thermal Power (STP). Dalam aplikasinya, skema kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari mengadopsi Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Perbedaan antara Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari dan PLTU terletak pada sumber energi panasnya. Jika pada PLTU biasanya menggunakan bahan bakar fosil, seperti batubara, minyak dan gas, untuk memanaskan fluida kerja, maka pada Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari sumber energi yang digunakan adalah energi panas matahari. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari sudah banyak dikembangkan di luar negeri. Sementara, Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari belum dikembangkan di Indonesia. Oleh karena itu, dibutuhkan kajian yang mendalam mengenai rancangan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari agar bisa diaplikasikan di Indonesia, khususnya bagi daerah terpencil. Salah satu permasalahan kelistrikan yang ada di Indonesia adalah ketersediaan energi listrik di daerah terpencil (remote area) yang tidak terjangkau oleh jaringan listrik Perusahaan Listrik Negara (PLN). Dengan pertimbangan tersebut, pada penelitian ini akan dianalisis Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari berkapasitas 250 kW yang disesuaikan dengan beban listrik pada permukiman daerah terpencil.
I.2 Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, rumusan masalah penelitian ini adalah mengenai analisis Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari berkapasitas 250 kW. Dalam penelitian ini akan dilakukan analisis termodinamika dan sistem kolektor matahari dengan variasi penggunaan pompa dengan tekanan keluaran yang berbeda-beda sehingga didapatkan efisiensi total sistem yang paling tinggi.
5
I.3 Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan hasil analisis sistem Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari berkapasitas 250 kW yang memiliki efisiensi total sistem paling tinggi dengan melakukan variasi penggunaan pompa yang memiliki tekanan keluaran yang berbeda-beda.
I.4 Manfaat Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut. 1.
Mendapatkan hasil analisis sistem Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari berkapasitas 250 kW sebagai referensi pengembangan desain sistem Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari lebih lanjut di Indonesia.
2.
Menyediakan referensi pemanfaatan energi matahari berupa teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari di Indonesia.
