Rekayasa Pembangkit Listrik

 PENGERTIAN Rekayasa produk pembangkit listrik sederhana 

adalah suatu bentuk pengembangan alat yang digunakan sebagai pembangkit listrik, namun menggunakan sumber daya terbarukan yang tidak cepat habis.  untuk menyediakan listrik dengan Tujuan  menggunakan sumber daya terbarukan, sehingga hal ini juga dapat menjadi langkah awal dalam penghematan sumber daya yang tak terbarukan. 

Pembangkit listrik sederhana dari biogas

MANFAAT 

a. Membantu meningkatkan kemandirian dari kebergantungan terhadap energi fosil dan menjadi penyangga pasokan energi nasional di masa yang akan datang. 

b. Pembangkit energi listrik baru terbarukan yang ramah lingkungan mempunyai potensi mengurangi emisi CO2. 

c. Ketersediaan energi listrik terutama di daerahdaerah terpencil diharapkan secara merata dapat menyejahterakan masyarakat. 

d. Menyelamatkan lingkungan dan mengatasi berbagai dampak buruk yang ditimbulkan akibat penggunaan bahan bakar fosil. e. Energi listrik yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk kegiatan- kegiatan produktif pada industri rumah di antaranya membuat es balok untuk pengawetan ikan, untuk pendukung aktivitas wisata kuliner, penerangan rumah tinggal, penerangan jalan, kegiatan di industri kecil dan menengah. 

f. Terciptanya lapangan pekerjaan di berbagai sektor. 

CARA KERJA PRODUK PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOGAS 

• Produk ini terdiri atas reaktor yang terhubung dengan kandang dan pembangkit listrik yang dapat dioperasikan dengan menggunakan bahan bakar biogas • Reaktor biogas terhubung langsung dengan kandang sehingga kotoran sapi dapat langsung masuk ke bak penampungan. Dengan begitu, akan mempermudah pembuangan kotoran sapi • Kotoran sapinya pun langsung masuk ke dalam reaktor dan akan terdegradasi di dalamnya, sehingga tidak menyebabkan pencemaran lingkungan, baik bau, lalat, dan resiko penyakit dan kesehatan lainnya. • Generator yang dipakai untuk membangkitkan tenaga listriknya merupakan modifikasi generator berbahan bakar bensin yang banyak beredar di pasaran, sehingga sama sekali tidak membutuhkan suku cadang khusus maupun ketrampilan khusus dalam pemeliharaannya. 

BAHAN PENDUKUNG PRODUK REKAYASA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOGAS 

Bahan pendukung yang digunakan antara lain, limbah pabrik, kotoran sapi/manusia, limbah domestik/limbah rumah tangga (seperti limbah sayuran dan buah – buahan dan sampah biodegradable (benda-benda yang bisa diuraikan oleh organisme). 

Alat pendukung produk rekayasa pembangkit listrik biogas 

a. Bak Pemasukan (inlet) Bak yang berguna sebagai penampung kotoran dan air kencing ternak (sapi) sebelum dimasukkan di dalam digester. Bak pemasukan ini dilengkapi dengan penyaring agar sisa rumput atau benda lain yang tidak dikehendaki masuk ke dalam digester dapat tersaring dan dibersihkan. 

b. Digester Digester adalah bangunan ruangan (tandon) sebagai tangki pencerna untuk memproses limbah organik misalnya kotoran sapi, air kencing dan air, sebagai tempat bakteri anaerob menguraikan limbah isian tersebut selama waktu tertentu. Dari proses fermentasi limbah tersebut akan menghasilkan gas bio, serta slurry (sisa keluaran setelah di proses sebagai pupuk organik) yang siap pakai dengan unsur hara yang tinggi. 

c. Bak Pengeluaran Bak Pengeluaran adalah bak sebagai tampungan limpahan slurry dari digester dan bila telah penuh menuju ke bak penampungan slurry. 

d. Bak Penampung Slurry Bak ini berfungsi sebagai tempat menampung slurry luapan dari Bak Pengeluaran. Slurry di Bak Penampungan digunakan untuk menyaring/memisahkan slurry cair untuk dikeringkan sehingga ringan pengangkutannya, mudah dikemas dalam plastik untuk dijual. e. Bak pengencer Slurry Bak pengencer Slurry ini digunakan untuk menambah kandungan oksigen yaitu secara aerasi dan bisa diencerkan dengan tambahan air sehingga bisa dimanfaatkan untuk ternak lele. 

ANALISIS SWOT

 a. Kekuatan • sebagian besar teknologi biogas telah dikuasai • teknologi biogas terus dikembangkan • industri biogas dapat dikembangkan dalam skala kecil sampai besar. 

b. kelemahan • proses reaksi yang cukup lama 

c. Peluang • potensi biogas sebagai energi alternatif pengganti fosil •Kebijakan pemerintah dalam mengembangkan energi ramah lingkungan dapat tercapai • potensi limbah rumah tangga dan kotoran sangat banyak .

brikut ini contoh gambar pembanqkit listrik biogas

Kenndati daerah tersebut sudah terjangkau jaringan PLN sebagian warga pun masih menggunakan pembangkit listrik mini itu untuk keperluan seperti penerangan peternakan ayam, industri kecil maupun kebutuhan lainnya

Saat ini Indonesia masih sepenuhnya bergantung pada bahan bakar fosil seperti minyak bumi, batubara dan gas. Bahan bakar fosil di Indonesia digunakan oleh 95 persen penduduk maupun pelaku industri, dengan konsumsi energi meningkat tujuh persen setiap tahunnya. Padahal bahan bakar fosil ini ikut ‘berkontribusi’ terhadap total emisi energi CO2, yang hingga 2008 tercatat mencapai 351 juta ton. Selain itu bahan bakar fosil jelas merupakan energi yang tidak bisa dibarukan. Jika terus digunakan, tentu persediaan bahan bakar akan habis.

Sementara, sumber-sumber energi terbarukan, yang notabene jauh lebih banyak ketimbang bahan bakar fosil, belum dimanfaatkan secara optimal. Energi terbarukan seperti hydrogen, air, panas bumi dan sebagainya masih dianggap sebagai energi alternatif, dimana penggunaannya hanya mencapai lima persen!

Salah satu energi terbarukan yang sangat potensial adalah penggunaan energi air untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH).  PLTMH adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakan energi air. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya (resources) penghasil listrik adalah memiliki kapasitas aliran dan ketinggian tertentu dan instalasi. Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.

Biasanya Mikrohidro dibangun berdasarkan kenyataan bahwa adanya air yang mengalir di suatu daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang memadai. Istilah kapasitas mengacu kepada jumlah volume aliran air persatuan waktu (flow capacity) sedangan beda ketinggian daerah aliran sampai ke instalasi dikenal dengan istilah head.

Mikrohidro juga dikenal sebagai white resources dengan terjemahan bebas bisa dikatakan “energi putih”. Dikatakan demikian karena instalasi pembangkit listrik seperti ini menggunakan sumber daya yang telah disediakan oleh alam dan ramah lingkungan. Suatu kenyataan bahwa alam memiliki air terjun atau jenis lainnya yang menjadi tempat air mengalir. Dengan teknologi sekarang maka energi aliran air beserta energi perbedaan ketinggiannya dengan daerah tertentu (tempat instalasi akan dibangun) dapat diubah menjadi energi listrik, Seperti dikatakan di atas, Mikrohidro hanyalah sebuah istilah. Mikro artinya kecil sedangkan hidro artinya air. Dalam prakteknya, istilah ini tidak merupakan sesuatu yang baku namun bisa dibayangkan bahwa Mikrohidro pasti mengunakan air sebagai sumber energinya. 

Yang membedakan antara istilah Mikrohidro dengan Miniihidro adalah output daya yang dihasilkan. Mikrohidro menghasilkan daya lebih rendah dari 100 W, sedangkan untuk minihidro daya keluarannya berkisar antara 100 sampai 5000 W. Secara teknis, Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi), turbin dan generator. Air yang mengalir dengan kapasitas dan ketinggian tertentu di salurkan menuju rumah instalasi (rumah turbin).

Di rumah turbin, instalasi air tersebut akan menumbuk turbin, dalam hal ini turbin dipastikan akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi mekanik berupa berputamya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian ditransmisikan/dihubungkan ke generator dengan mengunakan kopling.

Dari generator akan dihasilkan energi listrik yang akan masuk ke sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumah-rumah atau keperluan lainnya (beban). Begitulah secara ringkas proses Mikrohidro, merubah energi aliran dan ketinggian air menjadi energi listrik. Terdapat sebuah peningkatan kebutuhan suplai daya ke daerah-daerah pedesaan di sejumlah negara, sebagian untuk mendukung industri-industri, dan sebagian untuk menyediakan penerangan di malam hari.

Gambar 1 menunjukkan betapa ada perbedaan yang berarti antara biaya pembuatan dengan listrik yang dihasilkan.

 

 Gambar 1. Skala Ekonomi dari Mikro-Hidro (berdasarkan data tahun 1985)

Keterangan gambar 1

Average cost for conventional hydro = Biaya rata-rata untuk hidro konvensional.

Band for micro hydro = Kisaran untuk mikro-hidro

Capital cost = Modal Capacity = Kapasitas (kW)

Berikut contoh PLTMH  dengan menggunakan sistem run off river, dimana air tidak ditahan pada sebuah bendungan. Pada sistem run off river, sebagian air sungai diarahkan ke saluran pembawa, kemudian dialirkan melalui pipa pesat (penstock) menuju turbin.

 Gambar 2. Komponen-komponen Besar dari sebuah Skema Mikro Hidro

• Diversion Weir dan Intake : (Dam/Bendungan Pengalih dan Intake) Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai (‘Intake’ pembuka) ke dalam sebuah bak pengendap (Settling Basin) atau perangkap pasir (Sand Trap).

 Intake

 • Settling Basin (Bak Pengendap) : Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.

 

Sand Trap

  • Headrace (Saluran Pembawa) : Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.

 

Headrace

• Headtank (Bak Penenang) atau Forebay : Fungsi dari bak penenang adalah untuk mengatur perbedaan keluaran air antara sebuah penstock dan headrace, dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir, kayu-kayuan.

 

Head Tank

• Penstock (Pipa Pesat/Penstock) Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah Turbin.

 

Penstock

• Turbine dan Generator Perputaran gagang dari roda dapat digunakan untuk memutar sebuah alat mekanikal (seperti sebuah penggilingan biji, pemeras minyak, mesin bubut kayu dan sebagainya), atau untuk mengoperasikan sebuah generator listrik. Mesin-mesin atau alat-alat, dimana diberi tenaga oleh skema hidro, disebut dengan ‘Beban’ (Load)

 

Turbin

Tentu saja ada banyak variasi pada penyusunan disain ini. Sebagai sebuah contoh, air  dapat dimasukkan secara langsung ke turbin dari sebuah saluran tanpa sebuah penstock. Tipe ini adalah metode paling sederhana untuk mendapatkan tenaga air, tetapi belakangan ini tidak digunakan untuk pembangkit listrik karena efisiensinya rendah.  Pada beberapa kondisi saluran pembawa (headrace) dapat dihilangkan dan sebuah penstock dapat langsung ke turbin dari bak pengendap pertama. Variasi seperti ini akan tergantung pada karakteristik khusus dari lokasi dan skema keperluan-keperluan dari pengguna.

Namun meskipun PLMTH adalah energi alternatif yang potensial, namun kemampuan pemerintah yang terhalang oleh biaya terbatas, sering membuat sumber air yang potensial untuk pembangkit listrik terabaikan.  Padahal dalam beberapa kasus  PLTMH juga dapat dijadikan alasan untuk melestarikan lingkungan, minimal di sepanjang Daerah Aliran Sungai (DAS) sumber air ditengah menggebu-gebunya pembalakan hutan dan pembukaan  kawasan perkebunan yang tidak ramah lingkungan.  Sehingga mencari dana dari lembaga donor untuk membangun PLTMH di daerah-daerah terpencil dapat menjadi alternatif pilihan.

PENGEMASAN PRODUK REKAYASA PEMBANGKIT LISTRIK SEDERHANA ENERGI ANGIN 

Dalam usaha  mendapatkan energi alternatif terbaru, angin menjadi salah satu pilihan untuk dikonvesi menjadi energi listrik. Sudah cukup banyak usaha yang dilakukan dengan berbagai sistemnya sesuai dengan kondisi wilayah masing-masing. Pembangkit listrik tenaga angin ini disebut juga sebagai PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu)

Pengemasan energi listrik yang dibangkitkan oleh PLTB menggunakan aki / baterai. sistem ini membutuhkan kontrol elektronik untuk mengubah tegangan AC menjadi DC untuk dapat d simpan ke dalam baterai. 

Berikut skema rangkaian pembangkit listrik tenaga angin secara skala kecil untuk rumahan :

Keterangan :

1. Turbin Angin    

Bagian ini merupakan komponen utama utuk mendapatkan semaksimal mungkin hembusan angin.Bagian ini merupakan bagian paling sulit dibangun jika anda berniat membangunnya sendiri. Eksperimen terus menerus dengan sabar sehingga didapatkan kesesuaian antara kekuatan hembusan angin, ukuran baling-baling dan kemampuan generator.

2.Unitpengontrol(Controller).

Bagian ini berfungsi mengubah arus listrik AC menjadi arus listrik DC (jika    menggunakan generator AC) dan mengontrol pengisian arus listrik ke dalam battery agar tidak merusak battery karena pengisisan aki yang berlebihan (over charging).

3.Battery(aki).

  Bagian ini akan menyimpan arus listrik yang dihasilkan generator  listrik agar bisa digunakan setiap saat. Jenis aki yang digunakan sebaiknya jenis Deep Cycle Battery.

4.Inverter.

  Bagian ini berfungsi mengubah tegangan listrik DC 12V dari aki  menjadi tegangan listrik AC 220V / 110V untuk perlatan rumah tangga  yang bekerja pada tegangan 220V / 110V.

WIRAUSAHA di BIDANG REKAYASA PEMBANGKIT LISTRIK SEDERHANA 

Pemetaan dan pemanfaatan peluang usaha sangat dibutuhkan dalam membangun suatu wirusaha. Pemetaan ditujukan untuk menemukan peluang dan potensi usaha yang dapat dimanfaatkan serta untuk mengetahui besarnya potensi dan berapa lama usaha itu bertahan. Pemetaan didasarkan pada sektor unggulan daerah. 

Terdapat beberapa peluang usaha yang bisa dimanfaatkan secara kreatif dan mampu menghasilka nilai tambah, antara lain :

1.    Memanfaatkan barang bekas.

2.    Memanfaatkan barang yang tersedia oleh alam

3.    Memanfaaatan kejadian atau peristiwa yang ada di sekitar

Indonesia memiliki potensi alam berupa sinar matahari dan potensi angin di daearah pantai yang memungkinkan untuk membangun pembangkit listrik tenaga surya (panel surya) dan pembangkit listrik tenaga angin (kincir angin) untuk dimanfaatkan pada proses elektrolis air guna memproduksi gas H2 yg dapat dipakai dalam fuel cell. Fuel cell adalah bahan bakar baru yang aman dan sangat ramah lingkungan.

Lahan Pertanian yang luas dapat dimanfaatkan untuk bahan bakar  fuel cell. Tanaman seperti jagung, singkong, tebu, nira, sagu, sorgum, kayu yang mengandung selulosa. Perencanaan yang baik dalam upaya melakukan budidaya dengan menjaga kelestarian lingkungan dalam jangka panjang akan dapat memberikan dukungan terhadap kesejahteraan masyarakat.

Manfaat Produk Rekayasa Pembangkit Listrik Sederhana 

Konsumsi listrik di Indonesia dalam beberapa tahun terakhir mengalami peningkatan 10 – 15 % per tahun. Konsumsi listrik di indonesia dalam beberapa tahun terakhir mengalami peningkatan 10 - 15 % per tahun. Namun meskipun begitu di indonesia asih ada beberapa daerah terpencil yang belum terjangkau oleh listrik. 

Fakta bahwa kebanyakan pembangkit listrik di Indonesia memakai bahan bakar fosil yang berpotensi menjadi salah satu penyumbang terbesar emisi karbondioksida di Indonesia bahkan di kawasan Asia Pasifik. Pemerintah indonesia belum bisa memenuhi kebutuhan listrik rakyatnya terutama karena minimnya dana untuk membagun infrastruktur ketenagalistrkan.

Penyebab minimnya dana itu adalah besarnya bebab keuangan PT. PLN unuk membeli bahan bakar minyak sebagai sumber energi pembangkit. 

Di indonesia ada banyak Sumber daya alam baik sumber daya manusia yang dapat dikreasikan dengan baik dengan cara peningkatan potensi sumber daya manusia dengan mengembangkan sistem teknologis. 

Manfaat produk rekayasa pembangkit listrik sederhana adalah:

1. Keberadaan pembangkit listrik sederhana dapat mengurangi dari ketergantungan terhadap energi fosil yang jumlahnya terbatas.

2. Ramah lingkungan karena dapat mengurangi CO2  

3. Dapat dijangkau ke seluruh daerah termasuk daerah terpencil.

4. Dapat menciptakan lapangan di berbagai sektor.

PEMBANGKIT LISTRIK 

Pembangkit Tenaga Listrik adalah salah satu bagian dari sistem tenaga listrik, pada Pembangkit Tenaga Listrik terdapat peralatan elektrikal, mekanikal, dan bangunan kerja. Beberapa jenis pembangkit listrik :

1.Pembangkit Listrik Tenaga Udara

Pembangkit listrik tenaga udara mengubah energi udara yang ada menjadi energi listrik dengan memakai turbin atau kincir angin. Energi angin yang ada dipakai untuk memutar generator di bagian belakang kincir angin agar menjadi energi listrik. Energi listrik yang terkumpul akan disimpan terlebih dahulu di battery sebelum dipakai menjadi pembangkit listrik tenaga.

2. Pembangkit Listrik Tenaga Air

Manfaat air untuk kehidupan tidak hanya untuk kesehatan, namun berguna sebagai pembangkit listrik tenaga air. Mekanisme kerjanya dengan energi mekanis air yang dirubah menjadi energi listrik. Kebanyakan orang hanya mengetahui pembangkit listrik tenaga air ini bergantung dengan air yang terdapat di waduk dan air terjun. Namun kenyataannya, ombak pun bisa menjadi sumber pembangkit listrik tenaga air.3. 

3. Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Pembangkit listrik tenaga surya adalah pembangkit listrik yang mengubah energi surya menjadi energi listrik. Pembangkitan listrik bisa dilakukan dengan dua cara, yaitu secara langsung menggunakan photovoltaic dan secara tidak langsung dengan pemusatan energi surya. Photovoltaic mengubah secara langsung energi cahaya menjadi listrik menggunakan efek fotoelektrik Pemusatan energi surya menggunakan sistem lensa atau cermin dikombinasikan dengan sistem pelacak untuk memfokuskan energi matahari ke satu titik untuk menggerakan mesin kalor.

Pemeliharaan peralatan :

1.Pemeliharaan secara berkala setiap bulan.

2.Kendala rusaknya kincir karena terpaan angin melebihi kecepatan, dibutuhkan pengendalian pengoperasian.

3.Kendala korosi pada cassing generator kincir.

4.Pemeliharaan dengan memberikan pelapisan / pengecatan secara berkala agar uap air yang mengandung garam dapat diatasi.

5.Pemuaian pada generator karena adanya energi panas, perawatan yang dilakukan melakukan pembongkaran komponen dan menggulung ulang kumparan.

6.Pembangkit listri tenaga hybrid yang menggunakan kombinasi antara kincir angin dan phovoltaic, perawatan panel surya dengan membersihkkan debu yang menempel.