Teknik Sipil4

PROPOSAL SKRIPSI PENGARUH KETERLAMBATAN PROYEK PEMBANGKIT 10.000mw TAHAP I TERHADAP BIAYA BAHAN BAKAR Disusun oleh : ARGY WIMALA 08/269347/TK/34428 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2012  PROPOSAL SKRIPSI PENGARUH KETERLAMBATAN PROYEK PEMBANGKIT 10.000MW TERHADAP BIAYA BAHAN BAKAR Diajukan oleh : ARGY WIMALA 08/269347/TK/34428 Telah disetujui Dosen Pembimbing I Sarjiya, ST NIP 1965 1004 1993 03 1 003 Tanggal : September 2012 Dosen Pembimbing II Dr. Eng. F. Danang Wijaya, S.T., M.T. NIP 1974 0226 1998 03 1 003 Tanggal : September 2012  Abstrak Pembangkit Listrik Thermal di Indonesia merupakan Pembangkit yang paling banyak menyumbang energi listrik untuk memenuhi kebutuhan listrik Jawa-Bali. Dimana pembangkit-pembangkit dengan kapasitas besar terinterkoneksi dengan saluran transmisi 500kV dan 150 kV. Pembangkit Listrik Thermal ini memiliki karakteristik dan bahan bakar yg berbeda. Macam-macam dari pembangkit Thermal itu sendiri adalah sebagai berikut : PLTU, PLTG, PLTGU, PLTD, dan lain-lain. Dimana sebagai contoh PLTU Suralaya menggunakan batubara sebagai bahan bakar untuk menghasilkan uap air sehingga dapat memutar turbin dalam generator, PLTU Tambak Lorok menggunakan MFO (Marine Fuel Oil) sebagai bahan bakarnya dan PLTGU Gilitimur menggunakan HSD sebagai bahan bakarnya. Dengan adanya proyek 10.000 MW Tahap I yang dibangun pada area Jawa-Bali ini yang pembangkitnya berbahan bakar Batubara diharapkan dapat menekan biaya bahan bakar karena harga batubara yang murah dibandingkan dengan Gas , MFO ( Marine Fuel Oil), maupun HSD ( High Speed Diesel). Tugas akhir ini untuk menganalisa pengaruh keterlambatan proyek 10.000MW tahap I terhadap biaya bahan bakar.  DAFTAR ISI Abstrak i DAFTAR ISI ii DAFTAR GAMBAR iii DAFTAR TABEL iii BAB 1 LATAR BELAKANG 1 1.1 Perumusan Masalah 1 1.2 Manfaat dan Tujuan Penelitian 1 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 3 2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Thermal 3 2.1.1 Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) 3 2.1.2 Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) 4 2.1.3 Pembangkit Listrik Tenaga Gas-Uap (PLTGU) 4 2.2 Economy Dispatch 6 BAB 3 METODOLOGI 8 3.1 Metodologi Penelitian 8 3.2 Alat yang Digunakan 9 3.3 Diagram Alir Penelitian 9 BAB 4 JADWAL PENELITIAN 10 DAFTAR PUSTAKA 11  DAFTAR GAMBAR Gambar 21 Prinsip Kerja PLTU 3 Gambar 22 Pembangkit Tenaga Listrik Tenaga Gas-Uap 5 Gambar 23 Kurva hubungan biaya input bahan bakar dengan daya output yang dihasilkan unit pembangkit termal 7 Gambar 31 Diagram alir penelitian 9 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Jadwal penelitian 27  LATAR BELAKANG Perumusan Masalah Kebutuhan listrik Indonesia khususnya Jawa-Bali dari tahun ke tahun selalu meningkat. Dimana saat ini beban puncak Jawa-Bali mencapai 20.424 MW. Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik Jawa-Bali maka PT.PLN membuat proyek pembangkitan tenaga listrik 10.000MW. Selain proyek ini untuk memenuhi kebutuhan listrik di Jawa-Bali, dengan adanya pembangkit thermal (PLTU) ini juga bisa menekan biaya bahan bakar, terutama mengurangi operasinya pembangkit-pembangkit listrik yang masih menggunakan bahan High Speed Diesel (HSD) maupun MFO (Marine Fuel Oil). HSD dan MFO ini harganya mencapai Rp. 8.500,00/liter dan Rp 6.600,00/liter. Untuk itu dengan adanya proyek 10.000MW yang pembangkit listriknya menggunakan bahan bakar batubara, biaya bahan bakar untuk pembangkitan lebih murah dibandingkan dengan penggunaan pembangkit menggunakan bahan bakar HSD maupun MFO. Tugas akhir ini untuk menganalisa pengaruh keterlambatan proyek 10.000MW tahap I terhadap biaya bahan bakar. Manfaat dan Tujuan Penelitian Manfaat yang diharapkan oleh Penulis dari penulisan Tugas Akhir ini adalah dengan mengetahui adanya kendala dalam pembangunan proyek 10.000MW maka pembangkit yang seharusnya sudah beroperasi menjadi terhambat. Dari keterlambatan tersebut kita dapat mengetahui seberapa besar perbedaan biaya bahan bakar pembangkitan saat pembangkit tersebut tepat waktu beroperasi maupun telat beroperasi. Adapun tujuan penelitian ini dilakukan sebagai berikut : Untuk mengetahui perhitungan biaya bahan bakar pembangkitan Jawa-Bali Untuk mengetahui perbedaan biaya bahan bakar antara proyek 10.000MW tepat waktu dan terlambat. Untuk Mengetahui jumlah penggunaan bahan bakar pembangkitan  TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI Pembangkit Listrik Tenaga Thermal Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Pembangkit Listrik Tenaga Uap adalah pembangkit yang mengandalkan energi kinetik dari uap untuk menghasilkan energi listrik. Bentuk utama pembangkit listrik jenis ini adalah Generator yang di hubungkan ke turbin dimana untuk memutar turbin diperlukan energi kinetik dari uap panas atau kering. Gambar 2 SEQ Gambar \* ARABIC \s 1 1 Prinsip Kerja PLTU Dalam PLTU, energi primer yang dikonversikan menjadi energi listrik adalah bahan bakar. Bahan bakar yang digunakan dapat berupa batubara (padat), minyak (cair), atau gas. Ada kalanya PLTU menggunakan kombinasi beberapa macam bahan bakar. Konversi energi tingkat pertama yang berlangsung dalam PLTU adalah konversi energi primer menjadi energi panas (kalor). Hal ini dilakukan dalam ruang bakar dari ketel uap PLTU. Energi panas ini kemudian dipindahkan ke dalam air yang ada dalam pipa ketel untuk menghasilkan uap yang dikumpulkan dalam drum dari ketel. Uap dari drum ketel dialirkan ke turbin uap. Dalam turbin uap, energi uap dikonversikan menjadi energi mekanis penggerak generator, dan akhirnya energi mekanik dari turbin uap ini dikonversikan menjadi energi listrik oleh generator. Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) merupakan sebuah pembangkit energi listrik yang menggunakan peralatan/mesin turbin gas sebagai penggerak generatornya. Turbin gas dirancang dan dibuat dengan prinsip kerja yang sederhana dimana energi panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar diubah menjadi energi mekanis dan selanjutnya diubah menjadi energi listrik atau energi lainnya sesuai dengan kebutuhannya. Adapun kekurangan dari turbin gas adalah sifat korosif pada material yang digunakan untuk komponen-komponen turbinnya karena harus bekerja pada temperature tinggi dan adanya unsur kimia bahan bakar minyak yang korosif (sulfur, vanadium dll), tetapi dalam perkembangannya pengetahuan material yang terus berkembang hal tersebut mulai dapat dikurangi meskipun tidak dapat secara keseluruhan dihilangkan. Dengan tingkat efisiensi yang rendah hal ini merupakan salah satu dari kekurangan sebuah turbin gas juga dan pada perkembangannya untuk menaikkan efisiensi dapat diatur/diperbaiki temperature kerja siklus dengan menggunakan material turbin yang mampu bekerja pada temperature tinggi dan dapat juga untuk menaikkan efisiensinya dengan menggabungkan antara pembangkit turbin gas dengan pembangkit turbin uap dan hal ini biasa disebut dengan combined cycle. Pembangkit Listrik Tenaga Gas-Uap (PLTGU) PLTGU merupakan kombinasi PLTG dengan PLTU. Gas buang dari PLTG yang umumnya mempunyai suhu di atas 4000C, dimanfaatkan (dialirkan) ke dalam ketel uap PLTU untuk menghasilkan uap penggerak turbin uap. Dengan cara ini, umumnya didapat PLTU dengan daya sebesar 50% daya PLTG. Ketel uap yang digunakan untuk memanfaatkan gas buang PLTG mempunyai desain khusus untuk memanfaatkan gas buang di mana dalam bahasa Inggris disebut Heat Recovery Steam Generator (HRSG). Dalam operasinya, unit turbin gas dapat dioperasikan terlebih dahulu untuk menghasilkan daya listrik sementara gas buangnya berproses untuk menghasilkan uap dalam ketel pemanfaat gas buang. Kira-kira 6 (enam) jam kemudian, setelah uap dalam ketel uap cukup banyak, uap dialirkan ke turbin uap untuk menghasilkan daya listrik. Bagian-bagian penting dari PLTGU adalah : 1) Turbin gas 2) HRSG (Heat Recovery Steam Generator) 3) Turbin Uap dan alat-alat bantu lainnya Secara sederhana cara kerja PLTGU dapat dijelaskan dengan gambar Gambar 2 SEQ Gambar \* ARABIC \s 1 2 Pembangkit Tenaga Listrik Tenaga Gas-Uap Karena daya yang dihasilkan turbin uap tergantung kepada banyaknya gas buang yang dihasilkan unit yaitu kira-kira menghasilkan 50% daya unit PLTG, maka dalam mengoperasikan PLTGU ini, pengaturan daya PLTGU dilakukan dengan mengatur daya unit PLTG, sedangkan unit PLTU mengikuti saja, menyesuaikan dengan gas buang yang diterima dari unit PLTG-nya. Perlu diingat bahwa selang waktu untuk pemeliharaan unit PLTG lebih pendek daripada unit PLTU sehingga koordinasi pemeliharaan yang baik dalam suatu blok PLTGU agar daya keluar dari blok tidak terlalu banyak berubah sepanjang waktu. Ditinjau dari segi efisiensi pemakaian bahan bakar, PLTGU tergolong sebagai unit yang paling efisien dari unit-unit termal (bisa mencapai angka di atas 45%). Economy Dispatch Economic Dispatch adalah penentuan jangka pendek dari output yang optimal dari sejumlah fasilitas pembangkit listrik, untuk memenuhi beban sistem, pada biaya serendah mungkin, sementara memberin pelayanan kepada publik dengan cara yang bagus dan handal. Masalah Economic Dispatch diselesaikan dengan perangkat lunak komputer khusus yang harus mengikuti batasan-batasan operasional dan sistem sumber daya yang tersedia dan kemampuan transmisi yang sesuai. Dalam Kebijakan Energi AS Act tahun 2005 istilah ini didefinisikan sebagai "pengoperasian fasilitas pembangkit untuk menghasilkan energi pada biaya terendah untuk terpercaya melayani konsumen, mengenali batasan operasional fasilitas pembangkit dan transmisi. Biaya operasi dari pusat pembangkit termal adalah harga bahan bakar, gaji karyawan, biaya pemeliharaan serta biaya-biaya komponen pendukung lainnya. Penjadwalan pembangkitan secara ekonomis dapat diamati dari hubungan antara biaya input bahan bakar (fuel cost) dari unit pembangkit (Rp/jam) dengan daya output yang dihasilkan (MW), seperti pada Gambar 23 Kurva hubungan biaya input bahan bakar dengan daya output yang dihasilkan unit pembangkit termal, dimana dalam perhitungan, biaya-biaya lain dapat dimasukkan ke dalam biaya bahan bakar. Gambar 2 SEQ Gambar \* ARABIC \s 1 3 Kurva hubungan biaya input bahan bakar dengan daya output yang dihasilkan unit pembangkit termal Menurut Marsudi, Djiteng (2006), persamaan hubungan biaya bahan bakar suatu unit pembangkit sebagai fungsi daya outputnya, umumnya dapat didekati dengan baik sebagai fungsi polinomial orde dua sebagai berikut, Ci = ai + bi.Pi + ci.Pi2 Dimana Ci = Biaya bahan bakar unit pembangkit ke-i (Rp/jam) Pi = Daya output unit pembangkit ke-I (MW) ai, bi, dan ci, adalah konstanta. Seperti diuraikan sebelumnya bahwa pembicaraan kita adalah penjadwalan pembangkitan dari unit-unit pembangkit termal dalam suatu pusat pembangkit, seperti yang digambarkan pada Gambar Gambar 2 SEQ Gambar \* ARABIC \s 1 4 Konfigurasi Unit unit pembangkit dalam suatu pembangkit Solusinya adalah dengan menyelesaikan fungsi objektif dari biaya bahan bakar total Ct dan persamaan koordinasi untuk mencari Pi, yaitu daya output yang dibangkitkan oleh masing-masing unit pembangkit. Berdasarkan persamaan (1), persamaan untuk Ct diberikan oleh, yaitu jumlah biaya bahan bakar unit pembangkit 1, pembangkit ke-2,…, pembangkit ke-n ; dan harus minimum. Ini dipenuhi jika artinya semua unit harus bekerja pada biaya bahan bakar tambahan l yang sama atau IPC yang sama dan minimum. Karena itu berdasarkan persamaan (3) diperoleh, Atau ini disebut dengan persamaan koordinasi (coordination equations). Persamaan pembatasnya (equality constraint) adalah dimana PD adalah total permintaan beban atau daya total yang akan disuplai oleh pusat pembangkit ke sistem, yang harus sama dengan jumlah daya yang dibangkitkan oleh semua unit pembangkit. Disamping itu pertidaksamaan pembatas (inequality constraint) yang harus dipenuhi adalah, dimana Pi (min) dan Pi (max) adalah kemampuan daya minimum dan maksimum yang dapat dibangkitkan oleh pembangkit ke-i. Untuk medapatkan nilai Pi yang memenuhi persamaan dan pertidaksamaan pembatas (7) dan (8) dengan suatu nilai l, dapat dilakukan dengan cara iterasi. Pertama-tama didefinisikan suatu persamaan yang sama dengan persamaan (7) dan dapat menggantikannya sebagai persamaan pembatas, yaitu  METODOLOGI Metodologi Penelitian Metode penelitian yang digunakan pada tugas akhir ini dapat dijabarkan sebagai berikut : Studi literatur Studi literatur dilakukan dengan membaca buku dan melakukan pencarian literatur melalui internet mengenai, Proyek pembangkit listrik 10.000MW, Harga bahan bakar, dan Jadwal Operasi pembangkit. Metode Konsultasi Penulis melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing dan sumber lain untuk membantu menyelesaikan masalah dalam pembuatan tugas akhir ini. Pengumpulan data Data yang dikumpulkan meliputi data-data parameter seperti jadwal operasi pembangkitan dan harga bahan bakar. Data-data tersebut diperoleh dari PT. PLN (persero) Analisis Analisis dilakukan terhadap data yang telah terkumpul dari simulasi menggunakan Software Prosym dan perhitungan. Penulisan skripsi Penulisan skripsi dilakukan sebagai penggambaran kesimpulan dari tugas akhir ini. Kesimpulan tersebut merupakan jawaban dari permasalahan yang dianalisis. Selain itu juga akan diberikan saran sebagai masukan berkaitan dengan apa yang telah dilakukan. Alat yang Digunakan Alat–alat yang digunakan pada penelitian antara lain komputer dan perangkat lunak/software Prosym yang digunakan PT. PLN (persero) Diagram Alir Penelitian Mulai Studi literatur Pengumpulan Data Simulasi menggunakan Prosym dengan mengubah jadwal operasi Analisis keterlambatan proyek 10.000MW terhadap biaya bahan bakar Kesimpulan Selesai Penelitian yang dilakukan akan melalui beberapa proses. Proses dalam penelitian dapat direpresentasikan oleh diagram alir pada gambar berikut. Gambar 3 SEQ Gambar \* ARABIC \s 1 1 Diagram alir penelitian  JADWAL PENELITIAN Penelitian dilaksanakan selama lima bulan. Rincian jadwal penelitian dicantumkan dalam tabel berikut ini. Tabel 4. SEQ Tabel \* ARABIC \s 1 1 Jadwal penelitian No. Keterangan Bulan 1 2 3 4 5 1. Telaah literatur 2. Pengumpulan data 3. Analisis data 4. Evaluasi dan perbaikan 5. Penulisan Laporan  DAFTAR PUSTAKA Stevenson, W.D.,1993, Analisis Sistem Tenaga Listrik (alih bahasa), Edisi 4, Erlangga, Jakarta. Wood J., Wollenberg F., 1996, Power, Generation, Operation, and Control, John Wiley & Sons, New York Zuhal, 1991, Dasar Tenaga Listrik, Penerbit ITB, Bandung. 8 4