Oleh:
SHA'ID KHANA'FI
Abstrak
Kebutuhan
energi listrik di Indonesia meningkat pesat dengan seiringnya pertumbuhan
ekonomi dan pertumbuhan penduduk. Di tambah lagi dengan luasnya wilayah
Indonesia sekitar 5.455.675 km2. Namun, akses pada ketersediaan energi yang
handal dan terjangkau belum memenuhi kebutuhan listrik di seluruh wilayah di
Indonesia. Banyak sekali pembangkit listrik yang di gunakan pemeritah untuk
memenuhi kebutuhan energy listrik di indonesia seperti PLTA, PLTU, PLTD, PLTS
masih belum bisa memenuhi kebutuhan listrik di seluruh wilayah indonesia
termasuk di wilayah-wilayah terpencil yang sangat sulit di lalui oleh kendaraan
bermotor, PLN berencana akan memasang 252 MW PLTD di indonesia timur dan 73 MW
di barat. Karena keaikan harga minyak dunia anak terus meningkat di tahun ke
tahun, sehigga membuat biaya pembangkit listrik dari PLTD juga akan meningkat.
Oleh karena itu pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel harus di
integrasikan dengan energi yang baru seperti tenaga surya dan tenaga angin
untuk pembangkit tenaga hibrid. Karena dengan penggunaan Pembangkit Listrik
hidrid dapat memenejemen energi dan bahan bakar diesel lebih efesien. Kosumsi
bahan bakar bisa dikurangi seperempat atau sekitar 152 juta liter hingga 2025
atau rata-rata 15,2 juta liter per tahun.
Kata kunci:
PLTD, PLTHibrid, potensi EBT, Penghematan BBM
1. PENDAHULUAN
Setiap
tahun ke tahun kebutuhan energi listrik di Indonesia meningkat pesat sejalan
dengan meningkatnya pertumbuhan ekonomi dan pertumbuhan penduduk di Indonesia.
Namun, akses pada ketersediaan energy yang handal dan terjangkau belum
sepenuhnya bisa memenuhi kebutuhan listrik di semua wilayah indonesia. Secara umum,
kondisi listrik di sejumlah daerah di Indonesia, khususnya di Indonesia bagian
timur masih tergolong rendah dengan jangkauan pembangkit listrik, PLN
menargetkan rasio elektrifikasi nasional sebesar 74,03 %, dengan target rasio
elektrifikasi JawaBali 77,2%, Indonesia Barat 74,6%, dan Indonesia Timur 61,4%.
Untuk rasio elektrifikasi nasional ditargetkan naik menjadi 80,01% pada tahun
2020. Jika dilihat dari bauran
energinya, produksi listrik (PLN dan IPP) tahun 2014, 44% berasal dari
pembangkit berbahan bakar batubara, 23% dari pembangkit yang berbahan bakar
BBM, 21% dari pembangkit berbahan bakar gas, 7% dari pembangkit bertenaga air,
dan 5% berasal dari pembangkit panas bumi. Pembangkit berbahan bakar batubara
pada umumnya merupakan pembangkit-pembangkit dengan kapasitas besar. Sementara,
pembangkit berbahan bakar BBM sebagian besar dikontribusi oleh Pembangkit
Listrik Tenaga Diesel (PLTD) (pada 2010, produksi listrik dari PLTU Minyak
6.712 GWh dan dari PLTD sebesar 12.620 GWh)
Dengan keterbatasan sumber energi
fosil, harga BBM yang relatif tinggi, dan banyaknya sumber daya baru dan
terbarukan guna memenuhi kebutuhan energi listrik di seluruh wilayah Indonesia,
khususnya untuk wilayah-wilayah yang masih bergantung pada BBM (PLTD). Selain
untuk mengatasi permasalahan beban yang tidak sama panjangnya di setiap hari.
Maka dengan mengkombinasikan antara PLTS, PLTB, dan PLTD atau biasa di sebut
dengan Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid (PLTH-SBM) adalah salah satu solusi
yang sesuai umtuk sistem pembangkit yang terisolar dengan jaringan yang cukup
besar seperti jaringan PLN. PLTHibrid merupakan langkah awal untuk memperkuat
ketahanan energi nasional Karen PLTHibrid memanfaatkan sumberdaya energi
terbaharukan.
Artikel ini akan mengulas tentang
PLTHibrid yang dimana dapat menjadi solusi untuk menyelesaikan permasalahn
kelistrikan di berbagai wilayah-wilayah terpencil dan sekaligus dapat menguragi
konsumsi BBM diri tahun ke tahun. Dengan melimpahnya energi cahaya matahari dan
energi angin merupakan alasan yang tepat di buatnya teknologi Pembangkit
Listrik Tenaga Hibrid. Pemerintah berencana menambah pembangkit listrik di
berbagai wilayah di indonesia namun sebagian besar pembangkitnya adalah PLTD,
bahkan sebagian besar tenaga listrik di sewa dari perusahaan swasta yang berada
di Indonesia . kelebihan dari Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid yaitu tenaga
yang di hasilkan dapat di simpan ke dalam battery bank sehingga kerugian dapat
dihindari, sehingga pengunaan bahan bakar minyak lebih hemat.
Dengan menerapkan teknologi PLTS dan
PLTB seperempat kapasitas PLTD yang akan di pasang oleh pemerintah maka
kebutuhan BBM sampai dengan 2025 dapat dikurangi sebesar 15,2 per liter.
2. BAHAN
DAN METODE
Kebutuhan
listrik dari tahun 2010 sampai 2019 meningkat dengan pertumbuhan rata-rata
nasional sebesar 6.41% pertahun. Pada tahun 2000 menduduki urutan pertama dalam
pengonsumsian listrik sebesar 43% adalah sector industri, semetara untuk urutan
kedua di duduki oleh sector rumah tangga dengan pengonsumsian listrik sebesar
39%. Namun, dengan adanya pertumbuhan penduduk dari tahun ke tahun
mengakibatkan pergeseran sektor rumah tangga (6.95% pertahun) lebih tinggi dari
sektor industri (4.13% per tahun), maka pada tahun 2010 konsumsi listrik
terbesar berpindah ke sektor rumah tangga sebesar (41%) dan sektor industri
bergeser ke urutan kedua dengan konsumsi listrik sebesar 35%.
Jika dilihat dari penyediaan kapasitas
listrik di tahun 2009 wilayah jamali memiliki kapasitas terpasang 18,795 MW, 76
MW atau sekitar 0,4% listrik yang dapat di hasilkan oleh PLTD. Sementara untuk
wilayah di luar jamali 7,414 MW kapasitas terpasang, 2,543 MW atau sekitar
34.30% berasal dari PLTD.dan masih banyak wilayah yang menyediakan listrik 100%
dari PLTD seperti kap. Riau, Bangka Belitung, dan lainnya secara detail dapat
diihat pada Tabel 1.
Berdasarkan RUPTL 2010-2019 indonesia Barat dan
Indonesia Timur (tidak termasuk jamali ) mendapatkan penambahan PLTD yang cukup
besar , yaitu sekitar 325 MW dengan rincian 251 MW di indonesia Timur dan 73 MW
di Indonesia Barat. Detail penambahan setiap tahun dapat di lihat pada tebel 2.
3. HASIL
DAN PEMBAHASAN
Indonesia merupakan
Negara tropis yang berada di sepanjang garis katulistiwa yang memliki sumber
energi matahari yeng besar di setiap tahunnya. Intensitas radiasi matahari yang
berada di wilayah indonesia berkisar 2.5
hingga 5.7 kWh/m2 berdasarkan data yang dihimpun oleh BPPT dan BMG. Intensitas
radiasi diatas 5 kWh/m2 berada di wilayah indonesia, seperti: Lampung, Jawa
Tengah, Sulawesi Tengah, Papua, Bali, NTB, NTT. Sedangkan di jawa barat
khususnya di Bogor dan Bandung mempunyai intensitas radiasi diatas 5 kWh/m2 dan
untuk Indonesia lainnya rata-rata intensitas radiasi sekitar 4 kWh/m2. Detail
intensitas matahari dapat di lihat pada tabel 3.
Agar mendapatkan hasil energi yang dapat
dimanfaatkan, energi matahari dikumpulkan dan disimpan dalam panel yang bisa
disebut model photovoltaic yang di rangkai
secara seri dan paralel untuk mendapatkan hasil tegangan yang diingikan atau
bisa di sebut PLTS. Daya yuang di keluarkan pada panel surya berbeda-beda
tergantung dari model surya yang di pakai sebagai contohnya model e-Si lebih
unggul kerjanya terhadap peningkatan temperatur di bandingkan dengan model surya c-Si. Dengan
demikian akhir-akhir ini banyak panel surya yang menggunakan model surya a-Si
dan energy yang di hasilkan panel model a-Si berupa (kWh). Umtuk
mendefisiensikan sel surya menjadi listrik dapat di definisikan sebagai
berikut:
3.1 Energi Angin
Selain energi matahari secara garis
besar relatif Indonesia memiliki potensi
angin yang kurang cukup besar dibandingkan negara lain yang berada di wilayah subtropis.
Memang tidak dapat di pungkiri karena wilayah geografis indonesia berada di
wilayah equator yang kurang memiliki anginaHasil pengamatan dari
NASA dapat dilihat bahwa rata-rata kecepatan angin di indonesia dapat di lihat
pada gambar 1. Peta tersebut secara umum menjelaskan bahwa wilayah selatan
indonesia berada jauh dari equator yang memliki energy angina relative baik
dibandingkan dengan wilayah lain di indonesia. Dari gambar tersebut dapat
dilihat bahwa wilayah yang memiliki rata-rata kecepatan angina relatif baik
yaitu daerah nusa tenggara dengan kecepatan angina 5,5 – 6,5 m/s. sedangkan
untuk wilayah Sumatera, Kalimantan, jawa, Sulawesi, dan papua hanya memiliki
kecepatan angin rata-rata 2,7-4,5 m/s.
Dalam pengukuran
tersebut masih gambaran awal, selanjutnya untuk merancang turbin angin,
terdapat beberapa parameter yang perlu perhitungan yang matang, yaitu kecepatan
cut-in (Vcut), kecepatan rating (Vrated), dan kecepatan cut-off (Vcostoff).
Kecepatan cut-in merupakan kecepatan angin ketika turbin berputar, kecepatan
cutoff merupakan kecepatan angina sebelum turbin mengalami kerusakan.daya yang
di hasilkan. Daya dari sumber angina yang dibangkitkan adalah berbanding lurus
dengan kerapatan udara dan dapat di ungkapkan dalam persamaan:
Daya maksimum angina yang dapat diekstrak oleh
turbin dengan luas sapuan roda A sebesar 16/27 (=59.3%) angka ini menurut teori
merupakan efisiensi maksimum yang dapat dicapai oleh rotor turbin tipe
horizontal. Namun karena adanya kerugian gesekan dan kerugian ujung sudut
mengakibatkan efensiensi aerodinamik dari rotor protor menjadi kecil
dengan kisaran harga maksimum 0.45 untuk sudut yang baik. Daya yang dapat di
serap turbin secara real dapat ditulis menjadi:
3.2 Pembangkit Listrik Tenaga
Hibrid
Cara kerja PLTHibrid
Surya-Bayu-Diesel (PLTH-SBD) sangat bergantung pada beban atau flektuasi
pemakaian energi selama 24 jam, sehingga dapat diperoleh sinergi yang
menguntungkan ekonomis maupun teknis.
Kelebihan
yang daoat diperoleh dari Pembangkit Listrik Tenaga Hbirid yaitu:
a. Solusi
mengatasi krisis bahan bakar minyak bumi
b. Beban
listrik dapat terpenuhi secara optimal terutama didaerah terpencil di indonesia
c. Meningkatkan
sistem pembangkit listrik di indonesia
d. Miningkatkan
waktu layanan listrik secara ekonomis
e. Meningkatkan
umur opersi sistem
f.
Ramah lingkungan
g. Biaya
relative murah
h. Biaya
pengoperasian produksi listrik atau cost
of Energy (Rp/kWh)
Disamping kelebihan-kelebihan di atas konfigurasi
PembangitListrik Tenaga Hibrid juga memiliki kekurangan yaitu:
a. Produksi
energi baru dan terbaru sangat tergantung pada siklus alam
b. Biaya
investasi awal sistem lebih mahal
c. Tidak
dapat menahan beban puncak dengan baik tanpa penyimpanan energi.
Pembangkit Listrik
Tenaga Hibrid (PLTH) didefinisikan merupakan sistem pembangkit energi listrik
yang mengabungkan dua atau lebih pembangkit dengan sumber energi yang berbeda.
Pada umumnya PLTH-SBD bekerja sesuai dengan urutan:
a. Pada
kodisi beban rendah (sesuai dengan settingnya, misal <50% beban puncaknya), selama kondisi baterai masih penuh beban
disuplai 100% dari baterai, PLTS dan PLTB, sehingga diesel tidak perlu
beroperasi. Ketiga jenis sumber energi tersebut bekerja secara paralel dalam
mensuplai energi listrik ke beban. Aliran daya pada kondisi beban rendah
diperlihatkan pada Gambar 3.a. Apabila beban mencapai 50% seperti di atas
tetapi baterai masih mencukupi, maka diesel tidak akan beroperasi dan beban
disuplai oleh baterai melalui inverter yang akan merubah tegangan DC ke
tegangan AC.
b. Jika
beban naik sampai diatas 50% beban puncak dan kondisi baterai sudah berada pada
level bawah yang disyaratkan, diesel mulai beroperasi untuk mensuplai beban dan
sebagian mengisi baterai sampai beban yang disyaratkan diesel mencapai 70-80%
kapasitasnya. Pada kondisi ini inverter bekerjasebagai charger (merubah
tegangan AC dari generator menjadi tegangan DC) untuk mengisi baterai (fungsi bi-directional
Inverter). Aliran daya seperti terlihat pada Gambar 3.b. dapat terjadi selama
kapasitas beban yang aktif pada saat itu lebih kecil dari kapasitas diesel
generator.
Pada kondisi beban
puncak, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.c, seluruh sub sistem pembangkit
peroperasi bersama-sama untuk menuju paralel sistem dan ini terjadi apabila
kapasitas terpasang diesel atau inverter tidak mampu sampai beban puncak. Jika
kapasitas genset cukup untuk mensuplai beban puncak, maka inverter tidak akan
beroperasi paralel dengan genset. Apabila baterai sudah mulai penuh energinya
maka secara otomatis genset akan mati dan beban disupali dari baterai melalui
inverter.
4. KESIMPULAN
Dari
hasil analisis yang telah dilakukan,maka dapat disimpulkan :
· Masih banyak wilayah
terpencil diindonesia yang masih kekurangan energi listrik namun wilayah
tersebut memiliki kelebihan yang dimana wilayah tersebut sangat strategis untuk
dibangunnya pembangkit listrik baru dan terbaharui.
· Untuk memenuhi kebutuhan
energi listrik di wilayah indonesia bagian barat dan timur masih bergantung
pada PLTD yang dimana bahan bakarnya masih BBM, dan dimana saat ini BBM
mengalami peningkatan harga jual dari tahun ke tahun yang mengakibatkan biaya
PLTD anak membebani masyarakat.
· Dengan adanya sumber EBT,
yang khususnya berjalan di energi surya dan energi angin yang bisa digunakan
untuk mengurangi biaya bahan bakar pada PLTD.
· Adanya kwantitas yang
terjamin karena terbentuknya pembangkit listrik PLTHibrid Surya-Bayu-Diesel.
·n Dengan terbentuknya
sistem PLTH yang mengukana biaya pengoperasian yang relatif murah yang dapat
menekan pengeluaran keuangan energi listrik dan bahan bakar minyak negara
indonesia.
Dengan adanya sistem
PLTH yang ramah lingkungan yang bisa menekan kerusakan lingkungan.
5. DAFTAR
PUSTAKA
Kurniasih
Novi dan Nazir Refdinal. 2015. Analisis pembangkit listrik tenaga hibrid
macrohydro-photovoltaic array menggunakan homer. Padang: Universitas Andalas.
PLN.,
2010. Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik PT PLN (Persero) 2010-2019, PT
PLN (Persero), Jakarta.
Alvaro
L., Octavian C., Jaime J., and Haritza C., Survey on microgrids: Unplanned
islanding and related inverter control techniques, Renewable Energy, Article in
Press, 2011, 110.
Irawan
R., dan Ira F., Analisis Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Surya di Indonesia,
Strategi Penyediaan Listrik Nasional Dalam Rangka Mengantisipasi Pemanfaatan
PLTU Batubara Skala Kecil, PLTN, dan Energi Terbarukan, P3TKKE-BPPT, Januari
2005, 43-52, Jakarta.
Nurrohim,
Agus. 2012. Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid sebagai Solusi Kelistrikan di
Derah Terpencil. Jakarta: Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi.
0 Komentar