Energi Geothermal ( panas bumi )

Geothermal merupakan energi panas yang dihasilkan dan tersimpan di bawah permukaan bumi. Energi ini berasal dari asal pembentukan planet, yaitu peluruhan radioaktif dari mineral dan aktivitas vulkanik. Akibat perbedaan antara pusat dan permukaan maka terjadilah konduktivitas dimana energi panas ini bergerak dari pusat ke permukaan, yang disebut gradiengeothermal.

Sejarah Geothermal.

Sejak Paleolithikum manusia telah menggunakan energi ini dan bangsa Romawi menggunakan panas ini sebagai penghangat ruangan.Bahkan tak mau kalah dengan manusia, monyet-monyet di jepang sudah menggunakannya untuk menghangatkan diri.

Kemudian pada awal abad ke-19, penggunaan geothermal secaramodern mulai berkembang. Sejak 70 tahun yang lalu di Islandia, geothermal telah digunakan untuk penggunaan langsung seperti pemanasan rumah, pemanasan rumah kaca, dll. Dan pada tahun 1904 Italia menemukan kegunaangeothermal untuk pembangkit listrik.

Di Indonesia, eksplorasi ini telah dimulai pada tahun 1918 di Kamojang, JawaBarat. Tahun1926-1929 dimulai pemboran sumur dan didapatkan sumber uap kering. Salah satu sumur yang masih beroperasi yaituKMJ-3.

Di dunia, sekitar 10,750 MW listrik mengalir di 24 negara. Dan sekitar 28 Gigawatt digunakan untuk penggunaan langsung seperti pemanas ruangan, proses industri, desalinasi, dan agrikultur.

DarimanaGeothermal Berasal?

Di Indonesia sendiri, geothermal terbentuk akibat proses tektonik lempeng. Di Indonesia, 3 lempeng tektonik aktif bergerak diIndonesia, yaitu lempengEurasia, lempeng Pasifik, dan lempengIndo-Australia. Tumbukan antar tiga lempeng tektonik ini telah memberikan pembentukan energi panas bumi yang sangat penting diIndonesia. Pada akhirnyaIndonesia termasuk zona subduksi, dimana pada zona ini terjadi penunjaman di sekitar pulauSumatra, Jawa-Nusa Tenggara, Maluku, danSulawesi. Lempeng tektonik merupakan pengalir panas dari inti bumi sehingga banyak sekaligeothermal yang dapat didirikan pada zona lempeng tektonik. Pada di zona ini juga terbentuk gunung api yang berkontribusi padareservoir panas di pulau jawa yang menempati batuan vulkanik.

Panas inti mencapai 5000 ⁰C lebih. 

Dua penyebab inti bumi itu panas

tekanan yang begitu besar karena gravitasi bumi mencoba mengkompres atau menekan materi, sehingga bagian yang tengah menjadi paling terdesak.             bumi mengandung banyak bahan radioaktif seperti Uranium-238, Uranium-235 danThorium-232. Bahan – bahan radioaktif ini membangkitkan jumlah panas yang tinggi. Panas tersebut dengan sendirinya berusaha untuk mengalir keluar, akan tetapi ditahan olehmantel yang mengelilinginya.

Dipermukaan bumi sering terdapat sumber-sumber air panas, bahkan sumber uap panas. Panas itu datangnya dari batu-batu yang meleleh ataumagma yang menerima panas dari inti bumi.

memperlihatkan secara skematis terjadinya sumber uap, yang biasanya disebut fumarole ataugeyser serta sumber air panas.

Magma yang terletak didalam lapisan mantel, memanasi lapisan batu padat. Diatas batu padat terletak suatu lapisan batu berpori, yaitu batu mempunyai banyak lubang kecil. Bila lapisan batu berpori ini berisi air, air itu turut dipanaskan oleh lapisan batu padat yang panas itu. Maka akan menghasilkan air panas bahkan terbentuk uap. Bila diatas lapisan batu berpori terdapat satu lapisan batu padat, maka lapisan batu berpori berfungsi sebagaiboiler. Uap dan juga air panas bertekanan akan berusaha keluar.

Gejala panas bumi pada umumnya tampak dipermukaan bumi berupa mata air panas, fumarola, geyser dan sulfatora. Dengan jalan pengeboran, uap alam yang bersuhu dan tekanan tinggi dapat diambil dari dalam bumi dan dialirkan kegenerator turbo yang selanjutnya menghasilkan tenaga listrik.

PrinsipKerja

Pada pusat listrik tenaga panas bumi turbin berfungsi sebagai mesin penggerak, dimana energi fluida kerja dipergunakan langsung untuk memutar roda/poros turbin. Pada turbin tidak terdapat bagian mesin yang bergerak translasi, melainkan gerakan rotasi. Bagian turbin yang berputar biasa disebut dengan istilahrotor/roda/poros turbin, sedangkan bagian turbin yang tidak berputar dinamai dengan istilahstator. Roda turbin terletak didalam rumah turbin dan roda turbin memutar poros daya yang digerakkannya atau memutar bebannya(generator listrik, pompa, kompresor, baling-baling, dll).

Didalam turbin fluida kerja mengalami ekspansi, yaitu proses penurunan tekanan dan mengalir secara kontinyu. Penamaan turbin didasarkan pada jenis fluida yang mengalir didalamnya, apabila fluida kerjanya berupa uap maka turbin biasa disebut dengan turbin uap.

dan bisa mengunjungi link ini jika ingin melihat gambaran cara kerjanya : 

https://www.youtube.com/watch?v=bix0TnrHHpA&noredirect=1

PRINSIP KERJA PUSAT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI (PLTP).

 

Pusat listrik tenaga panas bumi (PLTP) mempunyai beberapa peralatan utama sebagai berikut :
 

Turbin uap (steam turbine).

Condensor (Condenser).

Separator.

Demister.

Pompa-pompa.

Sistem kerja

(1)              Uap dari sumur produksi mula-mula dialirkan ke steam receiving header  yang berfungsi menjamin pasokan uap tidak akan mengalami gangguan meskipun terjadi perubahan pasokan dari sumur produksi. Selanjutnya melalui flow meter

(2)             dialirkan ke separator.

(3)             dan demister untuk memisahkan zat-zat padat, silika dan bintik-bintik air yang terbawa didalamnya. Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya vibrasi, erosi, dan pembentukan kerak pada sudu dan nozzle turbine.

(4)               Uap yang telah bersih itu dialirkan melalui main steam valve/electric control valve/governor valve.

(5)               menuju ke turbine.

(6)               Di dalamturbine, uap tersebut berfungsi untuk memutar double flow condensingyang dikopel dengangenerator.

(7)               pada kecepatan 3000 rpm. Proses ini menghasilkan energi listrik dengan arus 3 phase, frekuensi 50 Hz, dan tegangan 11,8 kV. Melaluistep-up transformer.

(8)                arus listrik dinaikkan tegangannya hingga 150 kV, selanjutnya dihubungkan secara paralel dengan sistem penyaluran.

(9)               Agar turbin bekerja secara efisien, maka exhaust steam yang keluar dari turbin harus dalam kondisi vakum(0, 10 bar), dengan mengkondensasikan uap dalam condenser

(10)                       Kontak langsung yang dipasang di bawahturbine.Exhaust steam dari turbin masuk dari sisi atascondenser, kemudian terkondensasi sebagai akibat penyerapan panas oleh air pendingin yang diinjeksikan lewat spray-nozzle.Level kondensat dijaga selalu dalam kondisinormal oleh dua buah cooling water pump.

(11)                       lalu didinginkan dalam cooling water.

(12)                        sebelum disirkulasikan kembali.

(13)                       Untuk menjaga kevakuman condenser, gas yang tak terkondensasi harus dikeluarkan secara kontinyu oleh sistem ekstraksi gas. Gas-gas ini mengandung: CO₂85-90% wt; H₂S 3,5% wt; sisanya adalah N₂ dangas-gas lainnya. Sistem ekstraksi gas terdiri atas first-stage dan second-stage.sedangkan di pada PLTP yang lain dapat terdiri dari ejector dan liquid ring vacuum pump.

(14)                       Sistem pendingin di PLTP merupakan sistem pendingin dengan sirkulasi tertutup dari air hasil kondensasi uap, dimana kelebihan kondensat yang terjadi direinjeksi ke dalam sumur reinjeksi.

(15)                       Prinsip penyerapan energi panas dari air yang disirkulasikan adalah dengan mengalirkan udara pendingin secara paksa dengan arah aliran tegak lurus, menggunakan 5 forced draft fan. Proses ini terjadi di dalam cooling water.

(16)                       Sekitar 70% uap yang terkondensasi akan hilang karena penguapan dalam cooling water, sedangkan sisanya diinjeksikan kembali ke dalam reservoir.Reinjeksi dilakukan untuk mengurangi pengaruh pencemaran lingkungan, mengurangi ground subsidence, menjaga tekanan, sertarecharge water bagireservoir.

(17)                       Aliran air darireservoir disirkulasikan lagi oleh primary pump.

(18)                       Kemudian melalui after condenser dan intercondenser dimasukkan kembali ke dalamreservoir.

Tiga Macam Teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

(Geothermal Power Plants)

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 kerja nya adalah uap dari sumber panas bumi langsung masuk ke turbin melalui pipa. kemudian turbin akan memutargenerator untuk menghasil listrik. Teknologi ini merupakan teknologi yang tertua yang telah digunakan pada Lardarello, Italia pada tahun1904.

Jenis ini cocok untuk PLTP kapasitas kecil dan untuk kandungan gas yang tinggi.

Flash steam.

Teknologi ini bekerja pada suhu diatas 182⁰C padareservoir, cara kerjanya adalah Bilamana lapangan menghasilkan terutama air panas, perlu dipakai suatuseparator 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 dangenerator akan menghasilkan listrik. Air panas yang tidak menjadi uap akan dikembalikan kereservoir melaluiinjection wells.

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 kegenerator. 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. karena alasan tersebut teknologi ini diperkirakan akan banyak dipakai dimasa depan. Sedangkan teknologi 1 dan 2 diatas menghasilkan emisi carbondioksida, nitritoksida dansulfur, namun 50x lebih rendah dibanding emisi yang dihasilkan pembangkit minyak.

Terimakasih sudah Berkunjung :)

referensi : http://godamaiku.blogspot.co.id/2013/04/energi-geothermal-panas-bumi.html