Geothermal Energy System
Geothermal Energy
Geothermal energy atau energi panas bumi adalah energi panas yang terdapat dan terbentuk di dalam kerak bumi. Temperatur di bawah kerak bumi bertambah seiring bertambahnya kedalaman. Suhu di pusat bumi diperkirakan mencapai 5400 °C.
Energi panas bumi ini berasal dari aktivitas tektonik di dalam bumi yang terjadi sejak planet ini diciptakan. Panas ini juga berasal dari panas matahari yang diserap oleh permukaan bumi. Selain itu sumber energi panas bumi ini diduga berasal dari beberapa fenomena elemen radioaktif di bawah permukaan bumi, panas yang dilepaskan oleh logam-logam berat karena tenggelam ke dalam pusat bumi dan efek elektromagnetik yang dipengaruhi oleh medan magnet bumi.
Jenis Energi Panas Bumi
1. Energi Panas Bumi Uap Kering (Dry Steam Power Plants)
Pemanfaatan energi panas bumi yang ideal adalah bila panas bumi yang keluar dari perut bumi berupa uap kering, sehingga dapat digunakan langsung untuk menggerakkan turbin generator listrik. Dari hasil eksplorasi geologi, geokimia, geofisika, study reservoir, maka dapat diperkirakan potensi tenaga listrik yang dapat diperoleh dari lapangan sumur Kamojang (Jawa Barat) adalah sebesar 100MW. Cadangan 100MW diperoleh dari daerah waduk uap seluas 14km2, dengan kedalaman 1-1,5 km dari permukaan tanah. Uap yang dihasilkan mempunyai komposisi terutama kadar Chloride (Cl) sejumlah ±50ppm, dengan demikian memberikan suatu indikasi bahwa sistem uapnya adalah uap kering (vapour dominated system). Untuk membangkitkan tenaga listrik, maka konsumsi uapnya berkisar dari 10kg/kWH (uap kering) - 15kg/kWH (uap basah/jot water system).
2. Energi Panas Bumi Air Panas (Flash Steam Power Plants)
Enegi panas bumi yang sebagian besar berupa air panas atau kombinasi uap dan air panas (hot water dominated) dengan temperatur diatas 360oF (182oC) dapat digunakan dalam flash plants untuk menghasilkan energi listrik. Fluida di semprotkan (sprayed) ke dalam suatu tanki yang mempunyai tekanan jauh lebih rendah daripada tekanan fluida tersebut. Hal ini menyebabkan sejumlah fluida tersebut akan dengan cepat menguap atau flash. Uap fluida ini selanjutnya akan memutar turbin, yang mana selanjutnya memutar generator. Sisa fluida (air) dapat langsung di injeksikan kedalam bumi. Tergantung pada temperatur fluida sumber panas bumi tersebut adalah mungkin untuk menggunakan dua tingkat tanki flash. Air yang dipisahkan (sisa) pada tanki pertama diteruskan ke tanki flash kedua, sehingga lebih banyak uap (tapi pada tekanan yang lebih rendah) dapat dipisahkan dan digunakan untuk menggerakkan turbin. Sisa air pada tanki kedua selanjutnya langsung dibuang (di injeksikan kembali kedalam bumi).
3. Energi Panas Bumi Dengan Temperatur Rendah (Binary Cycle Power Plants)
Sebagian besar panas bumi mempunyai temperature air yang agak rendah (di bawah 400oF ). Energi diambil dari fluida ini dalam binary-cycle power plants. Fluida panas bumi dilakukan melalui suatu heat exchanger yang disebut sebagai suatu boiler atau vaporizer (alat penguap). Dalam beberapa PLTP, digunakan dua heat exchanger yang dihubungkan seri; yang pertama disebut sebagai pemanas mula (pre heater), dan yang kedua disebut sebagai penguap (vaporizer), dimana panas dalam fluida panas bumi tersebut dipindahkan ke fluida kerja yang membuat fluida tersebut mendidih. fluida kerja dalam binary plants dengan temperature rendah adalah CFC (tipe Freon) refrigeramts.
Uap fluida kerja diteruskan ke turbin, dimana energi yang dikandungnya dikonversikan menjadi energi mekanis dan diteruskan melalui poros generator. Uap ini keluar dari turbin menuju Condenser, dimana ia dikembalikan ke bentuk cairan. Pada kebanyakan PLTP, air pendingin disirkulasikan antara condenser dan cooling tower untuk membuang panas ini langsung ke udara tanpa perlu menggunakan air pendingin. Rancangan (design) ini mencegah/mengurangi penggunaan (konsumsi) air pendingin.
Konversi Energi Panas Bumi (Geothermal Energy)
Studi tentang sistem panas bumi terutama karaktersitik sumber panas bumi. dimulai dari dapur magma. Magma sebagai sumber panas akan menyalurkan panas yang cukup signifikan ke dalam batuan-batuan pembentuk kerak bumi. Semakin besar ukuran dapur magma, tentu akan makin besar sumber daya panasnya dan semakin ekonomis untuk dikembangkan. Kemudian yang perlu diperhatikan juga adalah volume batuan dibawah permukaan bumi yang mempunyai cukup porositas dan permeabilitas untuk meloloskan fluida sumber energi panas bumi yang terperangkap didalamnya, yang sering disebut sebagai reservoir, dan reservoir dapat digolongkan menjadi 3 golongan berikut ini:
• Entalpi rendah, suhu kurang dari 125 derajat celcius dengan rapat spekulatif 10 MW/km2 dan konversi energi 10%
• Entalpi sedang, suhu antara 125 dan 225 derajat celcius dengan rapat spekulatif 12.5 MW/km2 dan konversi energi 10%
• Entalpi tinggi, suhu > 225 derajat celcius dengan rapat spekulatif 15 MW/km2 dan konversi energi 15%
Selain itu juga perlun memperhitungkan umur panas bumi, walaupun termasuk energi terbarukan, namun bukan berarti panas bumi memiliki umur tidak terbatas, sehingga perhitungan umur panas bumi juga merupakan hal yang sangat penting terutama dalam hitungan keekonomiannya.
Tiga macam teknologi pembangkit listrik tenaga panas bumi (Geothermal Power Plants) sebagai berikut:
a. Uap Kering (dry steam)
Teknologi ini bekerja pada suhu uap reservoir yang sangat panas (>235 derajat celcius), dan air yang tersedia direservoir amat sedikit jumlahnya. Cara kerjanya adalah uap dari sumber panas bumi langsung masuk ke turbin melalui pipa. kemudian turbin akan memutar generator untuk menghasil listrik.
b. Flash Steam
Teknologi ini bekerja pada suhu diatas 1820C pada reservoir, cara kerjanya adalah bilamana di lapangan menghasilkan air panas, perlu dipakai suatu separator yang memisahkan air dan uap dengan menyemprotkan cairan ke dalam tangki yang bertekanan lebih rendah sehingga cairan tersebut menguap dengan cepat menjadi uap yang memutar turbin dan generator akan menghasilkan listrik. Air panas yang tidak menjadi uap akan dikembalikan ke reservoir melalui injection wells.
c. Binary cycle
Teknologi ini menggunakan suhu uap reservoir yang berkisar antara107-1820C. Cara kerjanya adalah uap panas di alirkan ke salah satu pipa di heat exchanger untuk menguapkan cairan di pipa lainnya yang disebut pipa kerja. pipa kerja adalah pipa yang langsung terhubung ke turbin, uap ini akan menggerakan turbin yang telah dihubungkan ke generator. dan hasilnya adalah energi listrik. Cairan di pipa kerja memakai cairan yang memiliki titik didih yang rendah seperti Iso-butana atau iso-pentana.
Keuntungan teknologi binary-cycle adalah dapat dimanfaatkan pada sumber panas bumi bersuhu rendah. Selain itu teknologi ini tidak mengeluarkan emisi. Sedangkan teknologi 1 dan 2 diatas menghasilkan emisi karbondioksida, nitritoksida dansulfur, namun 50 kali lebih rendah dibanding emisi yang dihasilkan pembangkit minyak.
Geothermal energy atau energi panas bumi adalah energi panas yang terdapat dan terbentuk di dalam kerak bumi. Temperatur di bawah kerak bumi bertambah seiring bertambahnya kedalaman. Suhu di pusat bumi diperkirakan mencapai 5400 °C.
Energi panas bumi ini berasal dari aktivitas tektonik di dalam bumi yang terjadi sejak planet ini diciptakan. Panas ini juga berasal dari panas matahari yang diserap oleh permukaan bumi. Selain itu sumber energi panas bumi ini diduga berasal dari beberapa fenomena elemen radioaktif di bawah permukaan bumi, panas yang dilepaskan oleh logam-logam berat karena tenggelam ke dalam pusat bumi dan efek elektromagnetik yang dipengaruhi oleh medan magnet bumi.
Jenis Energi Panas Bumi
1. Energi Panas Bumi Uap Kering (Dry Steam Power Plants)
Pemanfaatan energi panas bumi yang ideal adalah bila panas bumi yang keluar dari perut bumi berupa uap kering, sehingga dapat digunakan langsung untuk menggerakkan turbin generator listrik. Dari hasil eksplorasi geologi, geokimia, geofisika, study reservoir, maka dapat diperkirakan potensi tenaga listrik yang dapat diperoleh dari lapangan sumur Kamojang (Jawa Barat) adalah sebesar 100MW. Cadangan 100MW diperoleh dari daerah waduk uap seluas 14km2, dengan kedalaman 1-1,5 km dari permukaan tanah. Uap yang dihasilkan mempunyai komposisi terutama kadar Chloride (Cl) sejumlah ±50ppm, dengan demikian memberikan suatu indikasi bahwa sistem uapnya adalah uap kering (vapour dominated system). Untuk membangkitkan tenaga listrik, maka konsumsi uapnya berkisar dari 10kg/kWH (uap kering) - 15kg/kWH (uap basah/jot water system).
2. Energi Panas Bumi Air Panas (Flash Steam Power Plants)
Enegi panas bumi yang sebagian besar berupa air panas atau kombinasi uap dan air panas (hot water dominated) dengan temperatur diatas 360oF (182oC) dapat digunakan dalam flash plants untuk menghasilkan energi listrik. Fluida di semprotkan (sprayed) ke dalam suatu tanki yang mempunyai tekanan jauh lebih rendah daripada tekanan fluida tersebut. Hal ini menyebabkan sejumlah fluida tersebut akan dengan cepat menguap atau flash. Uap fluida ini selanjutnya akan memutar turbin, yang mana selanjutnya memutar generator. Sisa fluida (air) dapat langsung di injeksikan kedalam bumi. Tergantung pada temperatur fluida sumber panas bumi tersebut adalah mungkin untuk menggunakan dua tingkat tanki flash. Air yang dipisahkan (sisa) pada tanki pertama diteruskan ke tanki flash kedua, sehingga lebih banyak uap (tapi pada tekanan yang lebih rendah) dapat dipisahkan dan digunakan untuk menggerakkan turbin. Sisa air pada tanki kedua selanjutnya langsung dibuang (di injeksikan kembali kedalam bumi).
3. Energi Panas Bumi Dengan Temperatur Rendah (Binary Cycle Power Plants)
Sebagian besar panas bumi mempunyai temperature air yang agak rendah (di bawah 400oF ). Energi diambil dari fluida ini dalam binary-cycle power plants. Fluida panas bumi dilakukan melalui suatu heat exchanger yang disebut sebagai suatu boiler atau vaporizer (alat penguap). Dalam beberapa PLTP, digunakan dua heat exchanger yang dihubungkan seri; yang pertama disebut sebagai pemanas mula (pre heater), dan yang kedua disebut sebagai penguap (vaporizer), dimana panas dalam fluida panas bumi tersebut dipindahkan ke fluida kerja yang membuat fluida tersebut mendidih. fluida kerja dalam binary plants dengan temperature rendah adalah CFC (tipe Freon) refrigeramts.
Uap fluida kerja diteruskan ke turbin, dimana energi yang dikandungnya dikonversikan menjadi energi mekanis dan diteruskan melalui poros generator. Uap ini keluar dari turbin menuju Condenser, dimana ia dikembalikan ke bentuk cairan. Pada kebanyakan PLTP, air pendingin disirkulasikan antara condenser dan cooling tower untuk membuang panas ini langsung ke udara tanpa perlu menggunakan air pendingin. Rancangan (design) ini mencegah/mengurangi penggunaan (konsumsi) air pendingin.
Konversi Energi Panas Bumi (Geothermal Energy)
Studi tentang sistem panas bumi terutama karaktersitik sumber panas bumi. dimulai dari dapur magma. Magma sebagai sumber panas akan menyalurkan panas yang cukup signifikan ke dalam batuan-batuan pembentuk kerak bumi. Semakin besar ukuran dapur magma, tentu akan makin besar sumber daya panasnya dan semakin ekonomis untuk dikembangkan. Kemudian yang perlu diperhatikan juga adalah volume batuan dibawah permukaan bumi yang mempunyai cukup porositas dan permeabilitas untuk meloloskan fluida sumber energi panas bumi yang terperangkap didalamnya, yang sering disebut sebagai reservoir, dan reservoir dapat digolongkan menjadi 3 golongan berikut ini:
• Entalpi rendah, suhu kurang dari 125 derajat celcius dengan rapat spekulatif 10 MW/km2 dan konversi energi 10%
• Entalpi sedang, suhu antara 125 dan 225 derajat celcius dengan rapat spekulatif 12.5 MW/km2 dan konversi energi 10%
• Entalpi tinggi, suhu > 225 derajat celcius dengan rapat spekulatif 15 MW/km2 dan konversi energi 15%
Selain itu juga perlun memperhitungkan umur panas bumi, walaupun termasuk energi terbarukan, namun bukan berarti panas bumi memiliki umur tidak terbatas, sehingga perhitungan umur panas bumi juga merupakan hal yang sangat penting terutama dalam hitungan keekonomiannya.
Gambar 1. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)
a. Uap Kering (dry steam)
Gambar 2. Skema Pembangkit Dry Steam
Teknologi ini bekerja pada suhu uap reservoir yang sangat panas (>235 derajat celcius), dan air yang tersedia direservoir amat sedikit jumlahnya. Cara kerjanya adalah uap dari sumber panas bumi langsung masuk ke turbin melalui pipa. kemudian turbin akan memutar generator untuk menghasil listrik.
b. Flash Steam
Gambar 3. Skema Pembangkit Flash Steam
Teknologi ini bekerja pada suhu diatas 1820C pada reservoir, cara kerjanya adalah bilamana di lapangan menghasilkan air panas, perlu dipakai suatu separator yang memisahkan air dan uap dengan menyemprotkan cairan ke dalam tangki yang bertekanan lebih rendah sehingga cairan tersebut menguap dengan cepat menjadi uap yang memutar turbin dan generator akan menghasilkan listrik. Air panas yang tidak menjadi uap akan dikembalikan ke reservoir melalui injection wells.
c. Binary cycle
Teknologi ini menggunakan suhu uap reservoir yang berkisar antara107-1820C. Cara kerjanya adalah uap panas di alirkan ke salah satu pipa di heat exchanger untuk menguapkan cairan di pipa lainnya yang disebut pipa kerja. pipa kerja adalah pipa yang langsung terhubung ke turbin, uap ini akan menggerakan turbin yang telah dihubungkan ke generator. dan hasilnya adalah energi listrik. Cairan di pipa kerja memakai cairan yang memiliki titik didih yang rendah seperti Iso-butana atau iso-pentana.
Gambar 4. Skema Pembangkit Binary Cycle
Keuntungan teknologi binary-cycle adalah dapat dimanfaatkan pada sumber panas bumi bersuhu rendah. Selain itu teknologi ini tidak mengeluarkan emisi. Sedangkan teknologi 1 dan 2 diatas menghasilkan emisi karbondioksida, nitritoksida dansulfur, namun 50 kali lebih rendah dibanding emisi yang dihasilkan pembangkit minyak.
Comments
Post a Comment