training manual renewable energy_green pnpm-danida
TRANSCRIPT
-
Pembuatan buku ini didukung oleh Kedutaan Besar Denmark di Jakarta
Tentang PNPM MandiriProgram Nasional Pemberdayaan Masyarakat (PNPM) Mandiri merupakan program nasional yang mengharmonisasikan program-program pemberdayaan masyarakat yang telah dilaksanakan oleh berbagai departemen dan kementrian seperti PPK (Program
Pengembangan Kecamatan) dan P2KP (Program Pengentasan Kemiskinan Perkotaan) yang telah berlangsung sejak 1998.
PNPM Mandiri diluncurkan pemerintah pada 30 April 2007 di Palu, Sulawesi Tengah dan akan dilaksanakan hingga tahun 2015, sejalan dengan target pencapaian MDGs. Diharapkan, dalam rentang waktu 2007 2015, modal kemandirian masyarakat telah terbentuk sehingga keberlanjutan program dapat terwujud.
Tujuan PNPM Mandiri adalah meningkatkan kesejahteraan dan meningkatkan kesempatan kerja masyarakat miskin secara mandiri. Masyarakat diberikan dana stimulan dan
mereka berkesempatan untuk mengidentifikasi
persoalan kemiskinan mereka dan mencari jalan keluarnya dengan, merencanakan, dan melaksanakan kegiatan pembangunan yang mereka nilai perlu. Dalam upaya memecahkan berbagai persoalan tersebut, masyarakat juga diajak untuk memanfaatkan potensi ekonomi dan sosial yang mereka miliki melalui proses pembangunan secara mandiri.
DANIDAMBASSY OF ENMARKE D
INTERNATIONAL
DEVELOPMENT COOPERATION
-
MANUAL PELATIHANTeknologi Energi Terbarukan
Yang Tepat Untuk Aplikasi Di Masyarakat Perdesaan
PERNYATAAN (DISCLAIMER)
Buku Manual ini dipublikasikan oleh PNPM Support Facility (PSF) yang dipersiapkan melalui Program PNPM Lingkungan Mandiri Perdesaan, dengan dukungan dana dari Pemerintah Denmark. Dipersilahkan memperbanyak seluruh atau sebagian buku ini sepanjang dipergunakan untuk keperluan pelatihan dan peningkatan kesadaran. Kami amat menghargai jika Anda mencantumkan judul dan penerbit buku ini sebagai sumber.
PSF tidak bertanggung jawab atas data dan informasi yang terdapat dalam publikasi ini, atau dengan ketidaksesuaian dalam penerapan dari data dan informasi yang terdapat dalam Buku Manual ini.
Pendapat, angka dan perhitungan yang terkandung dalam Buku Manual ini adalah tanggung jawab penyusun dan tidak harus mencerminkan pandangan dari Pemerintah Indonesia, Pemerintah Denmark, maupun Bank Dunia.
-
4PENDAHULUAN
UCAPAN TERIMAKASIH
Penyusun mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan Manual Pelatihan berjudul Teknologi Energi Terbarukan Yang Tepat Untuk Aplikasi
Di Masyarakat Perdesaan ini. Manual Pelatihan ini disusun dan didisain untuk digunakan dalam
pelatihan yang akan dilaksanakan oleh PNPM Mandiri Perdesaan (PNPM-MP)/ PNPM Lingkungan
Mandiri Perdesaan (PNPM LMP) - atau lebih dikenal dengan sebutan PNPM Rural/Green, diberbagai
wilayah kerja PNPM MP/LMP di Sumatera dan Sulawesi.
Ucapan terimakasih disampaikan kepada Danida yang telah mensponsori pembuatan Buku Training
Manual ini. Demikian juga kepada Mr. Per Rasmussen, Danida Senior Adviser, atas saran dan bimbingan beliau yang sangat bermanfaat dalam menyusun Manual ini.
Terimakasih yang sebesar-besarnya juga disampaikan kepada berbagai pihak yang telah memberi
informasi, gagasan dan masukan baik tertulis dan tidak tertulis sesuai kepakaran masing-masing.
Mereka antara lain adalah:
1. Vetri Nurliyanti : peneliti bidang energi surya
2. Sahat Pakpahan: peneliti dan tenaga ahli bidang energi angin
3. Bono Pranoto: peneliti bidang energi biomassa
4. Marlina Pandin: peneliti bidang energi angin
5. Yose Rizal: peneliti bidang mikrohidro
Adapun Modul Mikrohidro atau Modul 5 dari Buku Manual ini disusun berdasarkan materi yang
diperoleh dari GTZ Technical Support Unit (TSU) for Micro Hydro Power. Untuk itu Penyusun
mengucapkan terimakasih kepada TSU atas materi yang diberikan tersebut sehingga Modul 5 dapat
disusun sesuai dengan format yang digunakan dalam buku Manual ini.
Semoga Manual ini dapat bermanfaat sebagai buku pegangan bagi para Koordinator / Fasilitator
Program PNPM MP/LMP dalam menjalankan tugas dan tanggung jawabnya untuk meningkatkan
pemanfaatan Energi Terbarukan sebagai sumber energi alternatif yang sekaligus berdampak positif
terhadap pemeliharaan lingkungan di wilayah kerja masing-masing.
Jakarta, Januari 2011
Penyusun
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
5
PE
ND
AH
ULU
AN
1.1 TUJUAN1.2 KONSEP DASAR ENERGI Pengertian Energi Jenis Energi Sumber Energi Energi dan Daya Satuan Energi Kandungan energi dari bahan bakar Pemanfaatan dan Penyediaan Energi Menghitung konsumsi atau produksi energi1.3 TENTANG ENERGI TERBARUKAN Pentingnya pengembangan energi terbarukan Potensi dan Pemanfaatan Energi Terbarukan di Indonesia Pengembangan Teknologi Energi terbarukan Kendala dalam pemanfaatan energi terbarukan (ET) Kebijakan dan peraturan terkait dengan pengembangan energi terbarukan Program Elektrifikasi Pedesaan1.4 JENIS TEKNOLOGI ENERGI TERBARUKAN Teknologi Energi Surya Teknologi Energi Angin Teknologi Energi Biomassa Mikrohidro1.5. PENERAPAN TEKNOLOGI ENERGI TERBARUKAN UNTUK MASYARAKAT PERDESAAN1.6 RINGKASAN1.7 REFERENSI UTAMA1.8 EVALUASI KEMAMPUAN
2.1 TUJUAN2.2 PENGENALAN ENERGI SURYA Gambaran Umum Pengukuran Radiasi Surya Pemanfaatan Energi Surya Kelebihan Dan Kekurangan2.3 FOTOVOLTAIK (PV) Prinsip Kerja PV Komponen Sistem PV Pemanfaatan Teknologi PV Perancangan Sistem PV Instalasi Sistem PV Pengoperasian dan Perawatan Sistem PV Aplikasi PV di Indonesia (Studi Kasus) 2.4 SURYA TERMAL Kolektor Surya Pemanfaatan Teknologi Surya Termal2.5. PENGERING TENAGA SURYA Penyuling Air Tenaga Surya / Destilasi Surya Contoh Kasus Aplikasi Surya Termal di Indonesia2.6 RINGKASAN2.7 REFERENSI UTAMA2.8. EVALUASI KEMAMPUAN
MODUL
1PENGANTAR ET
MODUL
2ENERGI SURYA
HALAMAN
45
HALAMAN
15
DAFTAR ISI
-
6PENDAHULUAN
MODUL
3ENERGI ANGIN
HALAMAN
81
3.1. TUJUAN3.2. PENGENALAN TEKNOLOGI ENERGI ANGIN Pengertian Umum Pengukuran Data Angin Pengolahan Data Angin dan Evaluasi Potensi Energi Angin di Indonesia Keuntungan dan Kekurangan Energi Angin Sebagai sumber energi 3.3. TURBIN ANGIN Prinsip dasar turbin angin Komponen turbin angin dan fungsi Seleksi,rancangan dan perhitungan energi turbin angin Pengoperasian dan Pemeliharaan Sistem Biaya investasi, pengoperasian dan pemeliharaan Pemilihan dan aplikasi turbin angin di Indonesia3.4.PEMANFAATAN ENERGI ANGINA. Sistem Pemompaan Tenaga Angin Prinsip dasar Sistem Pemompaan Tipe dan komponen Sistem Pemompaan Tenaga Angin Seleksi, rancangan dan perhitungan Pengoperasian dan pemeliharaan sistem Biaya investasi, operasi dan pemeliharaan Pemilihan dan pemakaian di Indonesia B. Kincir Angin Prinsip Dasar Tipe dan komponen Pemilihan,rancangan dan perhitungan Operasi dan pemeliharaan sistem Biaya investasi, operasi dan pemeliharaan Pemilihan dan aplikasi kincir angin untuk Indonesia3.5. RINGKASAN 3.6. REFERENSI UTAMA3.7. EVALUASI KEMAMPUAN
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
7
PE
ND
AH
ULU
AN
4.1. TUJUAN4.2. PENGENALAN ENERGI BIOMASSA Bahan Baku Biomassa Potensi Energi Biomassa di Indonesia Klasifikasi Biomassa sebagai Bioenergi4.3.BIOGAS Pengenalan Biogas Bahan Baku Biogas Tahapan Pembentukan Biogas Proses Pembuatan Biogas Peralatan Produksi Biogas Estimasi Penentuan Kapasitas Biaya Investasi, Operasional dan Perawatan Contoh Aplikasi Biogas di Indonesia4.4.BIOETANOL Pengenalan Bioetanol Bahan Baku Bioetanol Proses Pembuatan Bioetanol Peralatan Produksi Bioetanol Estimasi Kapasitas Produksi Biaya Investasi, Operasional dan Perawatan Contoh aplikasi Bioetanol di Indonesia4.5.BRIKET DAN KOMPOR BIOMASSAA. Briket Arang Bahan Baku Briket Proses pembuatan briket bioarang Peralatan Produksi Briket ArangB. Kompor Biomassa Prinsip pembuatan Kompor Biomassa Membuat Kompor SekamC. Biaya Investasi, Operasional dan Perawatan Briket Arang Kompor sekamD. Contoh aplikasi Briket Arang dan Kompor Sekam di Indonesia. Aplikasi Briket Arang Aplikasi kompor sekam4.6.GASIFIKASI BIOMASSA Pengenalan Gasifikasi Biomassa Bahan Bakar Gasifikasi Proses Gasifikasi Peralatan Gasifikasi Estimasi Penghitungan Kapasitas Gasifier Biaya Investasi, Operasional dan Perawatan Contoh Aplikasi Gasifikasi Biomasa4.7. RINGKASAN4.8.REFERENSI UTAMA4.9. EVALUASI KEMAMPUAN
MODUL
4ENERGI BIOMASSA
HALAMAN
125
-
8PENDAHULUAN
MODUL
5MIKROHIDRO
HALAMAN
175
5.1 TUJUAN5.2 PENGENALAN TEKNOLOGI MIKROHIDRO Pengertian Umum. Keunggulan dan kekurangan PLTMH Potensi dan pemanfaatan tenaga air. Klasifikasi pembangkit listrik
tenaga air Dasar-dasar teknologi MHP : tinggi jatuh & debit air, energi
potensial & kinetik, potensi energi air, output daya listrik Komponen-komponen dasar dan konfigurasi lokasi PLTMH : sistem
utama, komponen dasar, konfigurasi lokasi, prinsip dasar pemilihan lokasi
Relevansi PLTMH dalam konteks listrik pedesaan dan pengentasan kemiskinan
5.3 STUDI KELAYAKAN PROYEK DAN PENILAIAN AWAL Tahap persiapan proyek : kriteria dasar, karakteristik umum proyek,
tingkatan penilaian, penilaian awal Investigasi dan penilaian lapangan : penilaian teknis dan kondisi
sosial-ekonomi5.4 BANGUNAN SIPIL Aliran pipa : Aliran mantap dan tidak mantap, pemilihan diameter
penstock ekonomis, aliran permukaan bebas, rumus Manning-Strickler
Struktur pembawa : desain struktur pembawa (bilangan Froud, terowongan dan aqueduct)
Struktur intake : tipe-tipe struktur intake Bak pengendap : penjebak sedimen Forebay Layout rumah pembangkit pada umumnya5.5 SISTEM ELEKTRIKAL Generator AC : generator sinkron dan asinkron, perbandingan,
pemilihan jenis generator dan power output Sistem control : Flow control dan Load control Sistem transmisi dan distribusi : underground atau overhead,
tegangan tinggi atau tegangan rendah5.6 APLIKASI TURBIN Turbin : Pelton, Cross flow, Propeller open flume, PAT5.7 IMPLEMENTASI, OPERASI, DAN PERAWATAN PLTMH Tender dan kontrak Pembuatan peralatan elektro-mekanik Manajemen konstruksi di lapangan : partisipasi masyarakat Instalasi dan komisioning Operasi dan perawatan : operasi pembangkit dan perawatan Manajemen dan pengelolaan PLTMH : organisasi, pengelola, dan
keuangan
5.8 RINGKASAN5.9 REFERENSI UTAMA5.10 EVALUASI KEMAMPUAN
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
9
PE
ND
AH
ULU
AN
DAFTAR SINGKATAN / Abbreviations
A Ampere
AC Alternating Current
AFR Air Fuel Ratio
Ah Ampere hours
AkWh Annual kilo Watt hour
APBD Anggaran Pendapatan dan Belanja Daerah
BAKOSURTANAL Badan Koordinasi Survei dan Pemetaan Nasional
BBM Bahan Bakar Minyak (fosil based fuel)
BBN Bahan Bakar Nabati
BCU Battery Control Unit
BPPT Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi
BPS Biro Pusat Statistik (Central Bureau of Statistics)
C Carbon
CF Capacity Factor
CFL Compact Fluorescent Lamp
CSO Community Service Organisation
CSP Concentrator Solar Power
Danida Danish International Development AssistanceDC Direct Current
DEPTAN Departemen PertanianDESDM Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral
DILC Distributed Intelligent Load Controller
Distamben Dinas Pertambangan dan EnergiDJLPE Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi
(Directorate General of Electricity and Energy Utilization)
DJEBTKE Direktorat Jendral Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi
ELC Electronic Load Controller
EPC Equipment Procurement and Construction
EPF Energy Pattern Factor
ET Energi Tebarukan
ESDM Energi dan Sumber Daya Mineral
FDC Flow Duration Curve
FPE Faktor Pola Energi
FR Fuel Ratio
FS Feasibility Study
GJ Giga Joule
-
10
PENDAHULUAN Green PNPM Green Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat (PNPM Lingkungan)
GW Giga Watt
GWh Giga Watt hour
H Hydrogen
H head of a hydropower plant
HAWT Horizontal Axis Wind Turbine
Hg Gross Head of a Hydropower Plant
HHV High Heat Value
Hn Net Head of a Hydropower Plant
Hz hertz (dimensi untuk frekuensi)
IGC Induction Generator Controller
IMAG Induction Motor as Generator
J JoulekCal kilo kalori
KepMen Keputusan Menteri (Ministerial Decree)
KEPPRES Keputusan Presiden (Presidential Decree)
KESDM Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral
KOMSEKAR Kompor Sekam Segar
KSU Koperasi Serba Usaha
kW kilo Watt
kWh kilo Watt hour
LAPAN Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (Institute for Aeronautics and Space)
LHV Low Heat Value
LMP Lingkungan Mandiri Perdesaan
LSM Lembaga Swadaya Masyarakat
m MeterMAD mean annual dischargeMHP Mini/Micro hydro power
MP Mandiri PerdesaanMW Mega Watt
N Nitrogen
NACA National Advisory Committee for Aeronautics
NGO Non-Governmental Organization (lihat LSM)
O Oksigen
OM Operation and Maintenance
P PowerP3TKEBT Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi
Ketenagalistrikan dan Energi Baru Terbarukan, Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral
PDAM Perusahaan Daerah Air Minum
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
11
PE
ND
AH
ULU
AN
Pemda Pemerintah Daerah Perda Peraturan DaerahPerpres Peraturan PresidenPLN Perusahaan Listrik Negara
PLTA Pembangkit Listrik Tenaga Air
PLTD Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
PLTGU Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap
PLTMH Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro
PLTS Pembangkit Listrik Tenaga Surya
PLTU Pembangkit Listrik Tenaga Uap
PNPM Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat (National Program for Community Empowerment)
PP Peraturan PemerintahPPn Pajak Pertambahan NilaiPSI Pounds per Square Inch
PT Perseroan Terbatas
Pusdatin ESDM Pusat Data dan Informasi, Energi dan Sumber Daya Mineral
PV Fotovoltaik, PhotovoltaicsPVC Poly Vinyl Chloride
Q flow rate (discharge)RE Renewable Energy
RESP Renewable Energy Service Providers
RPM Rotations per Minute
SHS Solar Home System
SKEA Sistem Konversi Energi Angin (Wind Energy Conversion System, see WECS)
SP Service Providers
SPTA Sistem Pemompaan Tenaga Angin
TM Tegangan Menengah
TR Tegangan Rendah
UU Undang-undang
V Volt VAWT Vertical Axis Wind Turbine
W Watt
WECS Wind Energy Conversion System
WED Wind Energy Density
WEPS Wind Energy Pumping Systems
Wh Watt hours
WMO World Meteorological Organization
Wp Watt peak
WPD Wind Power Density
-
12
PENDAHULUANPengenalan Manual
Manual Pelatihan Teknologi Energi Terbarukan Yang Tepat Guna Untuk Aplikasi Di
Masyarakat Perdesaan ini merupakan buku pedoman utama yang digunakan dalam
pelatihan yang akan dilaksanakan oleh PNPM Mandiri Perdesaan (PNPM-MP) / PNPM
Lingkungan Mandiri Perdesaan (PNPM LMP) - atau lebih dikenal dengan sebutan
PNPM Rural/Green, diberbagai wilayah kerja PNPM MP/LMP. Pelatihan ini dilaksanakan
dalam rangka penguatan kapasitas dalam aplikasi energi terbarukan bagi masyarakat pedesaan, dengan menguraikan konsep, prinsip dasar, dan dasar perancangan teknologi
energi terbarukan, khususnya jenis energi surya, angin, biomassa, dan mikrohidro.
Manual ini selanjutnya digunakan dalam pelatihan fasilitator PNPM-MP/LMP dan staf
lapangan LSM yang bekerja di wilayah kerja PNPM.
Tujuan Pembuatan Manual
Manual pelatihan ini disusun untuk digunakan dalam jangka waktu pelatihan (3 -5
hari) untuk Fasilitator (PNPM MP/LMP) dan staf peningkatan kapasitas CSO. Manual
bertujuan untuk memberikan informasi teknis tentang teknologi Energi Terbarukan
yang relevan dan sesuai untuk pelatihan fasilitator PNPM dan pekerja lapangan di
perdesaan, sehingga meningkatkan kemampuan mereka dalam memberikan saran,
bimbingan dan pembelajaran kepada masyarakat perdesaan target dalam rangka
pelaksanaan tugas program PNPM.
Manual Pelatihan ini terdiri dari lima modul pelatihan yang terpisah sesuai dengan topik
yang dibahas. Isi Manual pelatihan disesuaikan dengan target peserta pelatihan yang
yang semuanya memiliki gelar sarjana dari berbagai disiplin ilmu, termasuk biologi,
pertanian, kehutanan, teknik sipil, ilmu sosial, dan ekonomi. Manual diharapkan dapat
memberikan gambaran dan presentasi dari berbagai jenis pilihan energi terbarukan
yang tersedia dan relevan, dan berbagai teknologi yang tersedia untuk aplikasi di
perdesaan setempat.
Referensi dan isi manual disesuaikan dengan kondisi Indonesia, termasuk keberadaan
penyedia jasa energi terbarukan, teknologi, produk, pengalaman di lapangan, implikasi
biaya, pemeliharaan teknologi yang diperlukan, kapasitas kebutuhan bangunan, dan
lain-lain. Manual Pelatihan juga mencakup pertanyaan-pertanyaan untuk menguji
pengetahuan yang diperoleh dan memperdalam pemahaman terhadap teknologi
Energi Terbarukan. Untuk setiap modul, Manual Pelatihan menyampaikan saran untuk
bacaan lebih lanjut oleh peserta pelatihan, termasuk informasi daftar link berbagai
situs web yang relevan dan bermanfaat.
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
13
PE
ND
AH
ULU
AN
Peserta Kursus Pelatihan
Pedoman ini dirancang untuk kelompok target peserta yang bekerja sama dengan
masyarakat dalam kerangka PNPM Green/Lingkungan dan PNPM Perdesaan yang standar. Para peserta mencakup Fasilitator (PNPM Perdesaan dan Lingkungan) dan
perluasan kapasitas OMS dan staf peningkatan kapasitas, dan harus memberikan
informasi teknis tentang teknologi Energi Terbarukan yang relevan dan sesuai untuk
pelatihan fasilitator PNPM dan staf lapangan perdesaan, untuk memungkinkan
mereka untuk memberikan saran dan bimbingan dalam pekerjaan sehari-hari mereka
dengan masyarakat sasaran.
Organisasi Modul
Panduan ini terdiri dari lima modul pelatihan sesuai dengan topik yang dibahas. Setiap
modul berisi tujuan pelatihan, materi pelatihan sesuai dengan topik spesifik dari jenis
energi terbarukan, dan penerapan teknologi tersebut (studi kasus). Setiap modul juga
berisi ringkasan, daftar referensi utama atau referensi lainnya, evaluasi kemampuan
yang diberikan pada akhir setiap Modul. Ringkasan tersebut juga dapat digunakan
sebagai checklist oleh instruktur untuk memeriksa bahwa semua isi dari Modul telah lengkap dimasukkan. Referensi utama menunjukkan detail sumber informasi dari topik
yang disajikan Modul.
MODUL 1 memperkenalkan konsep dasar dan prinsip-prinsip pada teknologi energi terbarukan serta kebijakan dan program-program yang berkaitan dengan energi
terbarukan di Indonesia.
MODUL 2 menjelaskan prinsip-prinsip dasar teknologi energi surya dan mengelaborasi berbagai aplikasi teknologi energi surya di Indonesia termasuk penerapan surya
fotovoltaik (PV) dan solar thermal.
MODUL 3 menjelaskan prinsip-prinsip dasar teknologi energi angin dan mengelaborasi berbagai aplikasi teknologi energi angin di Indonesia termasuk penerapan turbin angin
dan beberapa pemanfaatan langsung energi angin seperti penyediaan listrik, pompa
angin dan kincir angin.
MODUL 4 menguraikan berbagai sumber bahan baku biomassa yang potensial yang dapat diproses untuk menghasilkan energi terbarukan melalui aplikasi teknologi
energi biomassa yang tepat guna seperti biogas, pengolahan bioetanol, pengolahan
biomassa padat, kompor berbahan bakar biomassa padat (briket, dll) dan gasifikasi
biomassa.
MODUL 5 menjelaskan prinsip-prinsip dasar teknologi energi air dan mengelaborasi aplikasi teknologi energi air sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro mencakup
bangunan sipil, sistem elektrikal, dan turbin air. Modul 5 ini disusun berdasarkan
materi yang diberikan oleh GTZ Technical Support Unit (TSU) for Micro Hydro Power.
-
14
PENDAHULUAN
Petunjuk Penggunaan Modul
Sebelum mempelajari Modul ini, peserta program pelatihan disarankan
mempelajaridaftar isiModul,danringkasanyangadapadasetiapModuluntuk
mempermudah pemahaman dalam proses pembelajaran pada saat program
pelatihanberlangsung.
Sebelum mengikuti program pelatihan, disarankan peserta menggali informasi
mengenai potensi energi terbarukan di wilayah kerja masing-masing melalui
berbagai akses informasi dan komunikasi secara optimal sesuai dengan
kemampuan.
Mengikuti pelatihan dengan seksama dengan memperhatikan langkah-langkah
penjelasandalamsetiapModul(Modul2sampaidenganModul5),sehinggadapat
mempermudahprosespenerapandandiseminasipengetahuantentangteknologi
energiterbarukankepadatargetmasyarakatPNPMdilapangan.
Menjawab soal latihan dalammodul dengan jawaban yang singkat, tepat, dan
mengerjakannyasebaikmungkinsesuaidengankemampuanmasing-masing.
Bila dalam mengerjakan tugas/soal menemukan kesulitan, peserta dapat
mengkonsultasikandenganinstruktur/pelatih.
Setiapmenemukankesulitan,catatlahuntukdibahaspadasesidiskusidantanya
jawab.
Setelah mengikuti pelatihan, peserta diminta tetap memanfaatkan Manual
Pelatihan danmempelajarinya lebih jauh khususnya untuk jenis teknologi yang
akanditerapkandimasyarakat.
-
MODUL
1PENGENALAN
PENGANTARENERGI TERBARUKAN
-
16
MODUL
1PENGANTAR ET
Modul Pelatihan Energi Terbarukan
1.1. TujuanSetelah mempelajari Modul ini, peserta diharapkan:
Memiliki pemahaman yang baik tentang konsep
dasar energi, misalnya : satuan energi, kandungan
energi bahan bakar, penggunaan energi dan
penyediaan energi Memahami definisi dan terminologi yang penting
yang berkaitan dengan energi terbarukan Mengerti pentingnya pengembangan energi
terbarukan di Indonesia
Mengetahui kebijakan energi terbarukan dan
program energi terbarukan di Indonesia
Mengenal beberapa aplikasi teknologi energi
terbarukan bagi masyarakat pedesaan di Indonesia
1.2. Konsep dasar energi
Pengertian Energi
Energi adalah kemampuan untuk
melakukan pekerjaan. Energi adalah daya
yang dapat digunakan untuk melakukan berbagai proses kegiatan meliputi listrik,
energi mekanik dan panas. Sumber
energi adalah sebagian dari sumber daya alam antara lain berupa minyak dan gas bumi, batubara, air, panas bumi, gambut, biomasa dan sebagainya, baik secara
langsung maupun tidak langsung dapat
dimanfaatkan sebagai energi.
Jenis Energi
Secara umum jenis energi dapat
dibedakan dalam enam kategori yakni: a.
Energi mekanik, b. Energi listrik; c. Energi
elektromagnetik; d. Energi kimia; e. Energi
nuklir; f. Energi panas.
Energi listrik merupakan energi yang
sangat mudah terpakai karena dapat dikonversi menjadi bentuk energi lain
dengan mudah dan efisien. Energi
listrik merupakan energi yang luas penggunannya, keuntungannya mudah
dalam pengaturan dan penyebaran (distribusi) secara simultan dan tidak
terputus-putus. Energi elektromagnetik
berkaitan dengan radiasi elektromagnetik,
termasuk radiasi ultraviolet dan sinar
infra merah. Energi thermal merupakan
bentuk energi dasar yang mana semua jenis energi dapat dikonversikan menjadi
energi panas.
MODUL PENGANTAR ENERGI TERBARUKAN
1.2. KON
SEP DASAR ENERGI
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
PE
NG
AN
TAR
ET
17Pengantar Energi Terbarukan
Menurut bentuknya energi dapat dikelompokkan menjadi energi padat,
cair dan gas. Dari aspek teknologi,
energi dikelompokkan menjadi energi
konvensional (teknologi energi yang
biasa digunakan masyarakat) dan energi
non-konvensional (teknologi energi yang
belum biasa digunakan masyarakat).
Dilihat dari segi ekonomi, energi dapat
dikelompokkan menJadi energi komersial
(minyak, listrik, gas, batubara, dan lain-
lain) dan energi nonkomersial (kayu,
arang, sampah, jerami, dan lain-lain).
Ditinjau dari sudut penyediaannya, energi
dapat dikelompokkan menjadi energi baru
dan terbarukan (renewable) dan energi non-renewable yang habis pakai, seperti minyak, gas dan batu bara.
Sumber Energi
Sumber energi dari bumi dapat
dikelompokkan dalam jenis energi
terbarukan (renewable energy) dan energi fosil (non-renewable atau depleted energy) seperti minyak bumi, batu bara dan gas alam. Energi terbarukan adalah
sumber energi yang dihasilkan dari sumberdaya energi yang secara alamiah tidak akan habis dan dapat berkelanjutan
jika dikelola dengan baik, antara lain:
energi panas bumi, energi matahari,
biofuel, aliran air sungai, panas surya,
angin, biomassa, biogas, ombak laut, dan
suhu kedalaman laut.
Energi dan Daya
Energi dan daya adalah dua konsep utama
dalam sektor energi terbarukan. Standar
internasional satuan energi adalah Joule.
Simbol untuk joule adalah J. Daya adalah
suatu tingkat / laju di mana energi diubah
dari satu bentuk ke bentuk lainnya, yakni
tingkat dimana pekerjaan dilakukan.
Misalnya, turbin angin mengubah energi
kinetik angin menjadi energi listrik (listrik).
Semakin kuat daya turbin angin akan
menghasilkan energi listrik yang lebih besar. Satuan daya adalah watt (simbol W).
Satu watt nilainya sama dengan satu joule
per detik. Dengan kata lain, daya 1 Watt
menunjukkan pekerjaan yang dilakukan,
yaitu energi yang sedang dikonversi,
dengan nilai satu joule per detik. Sebagai
contoh, sebuah bola lampu listrik 25 watt
mengubah energi listrik menjadi cahaya
dan panas pada tingkat 25 joule per detik.
Contoh lain, sebuah mesin sepeda motor
memiliki output daya maksimum sebesar
45.000 watt (atau sama dengan 45 kW)
menggunakan energi kimia (dalam bentuk
bensin) untuk memproduksi hingga
45.000 joule per detik energi kinetik di
roda belakang. Kapasitas adalah istilah lain
untuk daya yang sering digunakan untuk menyatakan besarnya daya peralatan energi terbarukan.
-
18
MODUL
1PENGANTAR ET
Modul Pelatihan Energi Terbarukan
Satuan Energi
Standar internasional satuan energi
adalah Joule atau kilo kalori (kCal), tapi
besaran satu joule adalah jumlah energi
yang sangat kecil (contoh satu batang
coklat mengandung sekitar 1.000.000
joule energi). Oleh karena itu, umumnya
satuan kilowatt jam (kWh) lebih
sering digunakan dalam bidang energi terbarukan, karena kWh adalah satuan
yang lebih besar energi dari joule (1 kWh =
3.6 juta joule). Disamping itu, pengertian
kWh dapat digunakan dalam kegiatan
pemakaian energi ataupun peralatan yang menghasilkan energi. Salah satu
contoh adalah tagihan pemakaian listrik
dinyatakan dalam kWh.
Setiap bentuk energi memiliki nilai panas,
atau nilai energi sendiri, dan masing-
masing bentuk energi tersebut juga diukur
menurut volume ataupun menurut berat.
Minyak bumi biasanya diukur dengan barel, gas bumi dengan meter kubik, batu
bara dengan satuan berat kg, energi listrik
dengan kWh. Beberapa satuan energi
yang umum digunakan dapat dilihat pada Tabel 1.
Kandungan energi dari bahan bakar (Nilai Kalori)
Nilai kalori atau kandungan energi dari
bahan bakar sering dinyatakan dengan menggunakan kWh. Satuan joule
digunakan sebagai satuan energi untuk bahan bakar sebelum diubah menjadi
panas atau listrik, dan kWh yang digunakan
sebagai unit energi untuk panas atau listrik yang dihasilkan. Nilai kalor beberapa jenis
bahan bakar dapat dilihat pada Tabel 2.
Pemanfaatan dan Penyediaan Energi
Pemanfaatan energi adalah kegiatan menggunakan energi, baik langsung
maupun tidak langsung dari sumber
energi. Penyediaan energi adalah kegiatan atau proses menyediakan energi,
baik yang berasal dari dalam maupun luar negeri. Kebijakan pokok yang diterapkan
Pemerintah dalam kaitannya dengan pemanfaatan dan penyediaan energi meliputi :
Penyediaan : Jaminan ketersediaan pasokan energi domestik; optimasi
produksi energi; perwujudan konversi
energi.
Penggunaan Energi : Efisiensi energi;
diversifikasi energi.
Penetapan kebijakan harga energi
yang disesuaikan terhadap harga ekonomis dengan pertimbangan
kemampuan dari perusahaan kecil dan membantu yang miskin dalam jangka waktu tertentu.
Perlindungan lingkungan dengan penerapan prinsip pengembangan yang berkelanjutan.
1.2. KON
SEP DASAR ENERGI
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
PE
NG
AN
TAR
ET
19Pengantar Energi Terbarukan
Tabel 1. Satuan energiSatuan Setara dengan1 Btu = 1055.6 Joules (J)1 MJ = 106 J1 GJ = 109 J1 TJ = 1012 J1 PJ = 1015 J29.0 PJ Setara 1 juta ton batubara
41.868 PJ Setara 1 juta ton minyak3.60 MJ 1 kilowatt-hour (kWh)
1 PJ gas alam Setara dengan 172,000 barel minyak1 ton LPG Setara 8.46 barel minyak1 ton = 1000 Kg1 kilolitre = 6.2898 barel
1 horsepower-hour = 2.684520 MJ
1 kilowatt-hour= 3.6 MJ* = 3,414 Btu (Int)
Tabel 2. Nilai kalor beberapa jenis bahan bakar (energi) Bentuk Jenis bahan bakar Tipe GJ/tonneBahan bakar padat Batu bara bituminous 29.527
sub-bituminous 19.763 Lignit 15.345
Kokas - 27.0Kayu Dry 16.2Bagase 9.6Tanaman biomasa Limbah kapas 18.0
MJ/m3
Bahan bakar gas Gas alam 39.0LPG Propane 93.3LPG butane 124.0Gas kota reformed gas 20.0Gas coke oven 18.1Gas blast furnace 4.0
MJ/litre GJ/tonneBahan bakar cair LPG propane 25.3 49.6
Gasoline penerbangan 33.0 49.6Bensin Otomotif 34.2 46.4Minyak tanah Tenaga penggerak 37.5 46.1Minyak bakar 37.3 46.2Minyak diesel Otomotif 38.6 45.6Minyak diesel Industri 39.6 44.9Minyak bakar high sulphur 40.8 42.9
Listrik Listrik 3.6 MJ/kWh
Menghitung konsumsi atau produksi energi
Definisi dari satuan kWh ini terkait
dengan kegiatan mengkonsumsi energi
atau peralatan yang menghasilkan energi. Satu kWh didefinisikan sebagai jumlah
energi yang dikonsumsi (atau dihasilkan)
oleh satu kilowatt (1.000 W) Alat dalam
satu jam. Konsumsi energi atau produksi
karena itu berhubungan dengan daya dari generator atau boiler, dapat dihitung
dengan:
Konsumsi energi (kWh) = daya(kW) x waktu (hour / jam)
-
20
MODUL
1PENGANTAR ET
Modul Pelatihan Energi Terbarukan
Pentingnya pengembangan energi terbarukan
Pangsa konsumsi energi akhir di Indonesia
didominasi oleh minyak, diikuti oleh gas,
batubara dan energi hidro, dan sepertinya
impor minyak dan produk petroleum
akan meningkat untuk memenuhi meningkatnya permintaan domestik.
Dengan pertumbuhan konsumsi yang
cepat, diperkirakan bahwa tanpa sumber
daya energi yang baru dan upaya efisiensi
energi, Indonesia dapat menjadi importir
minyak murni dalam waktu dekat. Tabel 3
menunjukkan status potensial dari energi
fosil di Indonesia.
Untuk mengurangi pangsa bahan bakar
fosil, terutama untuk pembangkit listrik,
pemerintah telah berinisiatif untuk
meningkatkan penggunaan sumber energi terbarukan. Penggunaan energi terbarukan untuk elektrifikasi pedesaan
di Indonesia berpotensi, karena ribuan
pulau dari kepulauan membuatnya sulit untuk membangun sistim distribusi listrik
yang saling terhubung, baik secara fisik
maupun secara finansial. Oleh karena
itu, desentralisasi listrik pedesaan dapat
menjadi pilihan terbaik.
Potensi dan Pemanfaatan Energi Terbarukan di Indonesia
Potensi sumber energi terbarukan di
Indonesia meliputi 4,8 KWh/m2/hari
energi surya, 458 MW energi mini/mikro
hidro, 49.81 GW Biomassa, 3-6 M/detik
tenaga angin, dan 3 GW nuklir (cadangan
uranium). Indonesia juga memiliki sumber
energi hidro yang besar dengan total
potensial diperkirakan 75.67 GW (Tabel
4).
Walaupun potensi dari energi terbarukan
seperti biomassa, panas bumi, energi
surya, energi air, energi angin, dan
energi lautan relatif tinggi, namun tidak
digunakan secara signifikan, yakni kurang
dari 4% pada tahun 2007. Kebijakan
energi nasional Indonesia bertujuan untuk
mengurangi ketergantungan pada minyak dan gas dan untuk membuat variasi
campuran energi dengan meningkatkan pangsa dari sumber energi yang lain
1.3. TENTANG ENERGI TERBARUKAN
Tabel 3 Status Potensial dari Energi Fosil
Jenis Energi Fosil
Sumber Daya Cadangan ProduksiRasio Cad/
Prod (tahun)
Minyak 86.9 milyar barel 9.1 juta barel 387 juta barel 23 tahun
Gas 384.7 TSCF 185.8 TSCF 2.95 TSCF 62 tahun
Batubara 58 milyar Ton 19.3 milyar ton 132 juta Ton 146 tahunSumber: DESDM (2007)
1.3. TENTAN
G ENERGI TERBARU
KAN
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
PE
NG
AN
TAR
ET
21Pengantar Energi Terbarukan
seperti energi terbarukan. Indonesia telah
menargetkan untuk memenuhi pangsa dari energi terbarukan sampai dengan 17% pada tahun 2025, seperti yang
dinyatakan dalam Cetak Biru Program
Penerapan Energi Nasional 2007-2025
(ESDM, 2007).
Pengembangan Teknologi Energi terbarukan
Teknologi energi terbarukan yang
telah dikembangkan secara signifikan
ditunjukkan dengan meningkatnya
jumlah teknologi yang memasuki pasar
komersial. Beberapa teknologi energi
yang menggunakan biomassa, panas
bumi, dan energi hidro telah mencapai
tahap komersial, dimana mereka dapat
digunakan untuk elektrifikasi pedesaan.
Komponen mikro hidro seperti turbin,
alat pengatur, dan peralatan listrik
sekarang ini telah dibuat dengan kandungan lokal yang tinggi. Walaupun
tidak semuanya diproduksi secara lokal,
modul photovoltaic telah dirakit secara
lokal. Pemanas air dengan panas surya
dan pengering tenaga surya juga dibuat
secara lokal. Perlengkapan pengering
tenaga surya untuk produk pertanian
telah berada dalam tahap fabrikasi. Penghasil gas biomassa telah diproduksi
secara komersial di Indonesia. Komponen
Sistem Konversi Energi Angin Skala
Kecil kecuali generator sekarang dapat
diproduksi secara lokal. Tetapi, keandalan
dan efisiensi teknologi tersebut perlu
ditingkatkan (Pratomo,2004).
Penerapan teknologi energi terbarukan,
seperti angin, sistem rumah surya,
photovoltaic terpusat, mikro hidro, dan
pico-hidro, dalam program elektrifikasi
pedesaan dari tahun 2005 sampai 2008
ditunjukkan dalam Tabel 5.
Kendala dalam pemanfaatan energi terbarukan (ET)
Pengembangan dari penggunaan energi terbarukan untuk elektrifikasi
pedesaan mengalami sejumlah hambatan
dikarenakan : (1) Kebijakan Pemerintah
terhadap bahan bakar fosil. (2) Energi
terbarukan pada umumnya membutuhkan
Tabel 4 Potensi Energi Terbarukan di Indonesia
Jenis Energi non Fosil Cadangan SetaraKapasitas Terpasang
Tenaga Air 845.00 juta BOE 75.67 GW 4.2 GW
Panas Bumi 219 Juta BOE 27.00 GW 0.8 GW
Mini/Micro Hydro 0.45 GW 0.45 GW 0. 206 GW
Biomass 49.81 GW 49.81 GW 0.3 GW
Tenaga Surya - 4.80 kWh/m2/hari 0.01 GW
Tenaga Angin 9.29 GW 9.29 GW 0.0006 GW
Uranium (Nuklir)24.112 ton* e.q. 3 GW
untuk 11 tahun
Sumber: DJLPE (2008)
-
22
MODUL
1PENGANTAR ET
Modul Pelatihan Energi Terbarukan
investasi awal yang tinggi. (3) Tidak ada
pinjaman lunak jangka panjang dari Bank
/ Lembaga keuangan lokal. (4) Kurangnya
data dan infrastruktur penunjang. (5)
Sumber daya energi terbarukan pada
umumnya bersifat intermittent (PLN, 2009).
Dari aspek teknis, makin banyak komponen
dari teknologi energi terbarukan yang kini
dapat diproduksi secara lokal di Indonesia,
seperti pembangkit tenaga mikro hidro
dan biomassa skala kecil. Akan tetapi,
pemakaian energi surya (contoh modul PV)
dan sistem energi angin masih membawa kandungan import yang tinggi.
Beberapa kendala dalam pemanfaatan ET
adalah:
a. Dari aspek teknologi, hambatan utama
adalah sering ditemukan rendahnya kualitas teknologi ET sehingga banyak
menimbulkan kegagalan. Selain itu,
masih ditemukan ketidaksesuaian
antara teknologi ET dengan kondisi
sosial, geografi dan ekonomi
masyarakat.
b. Harga teknologi ET yang belum
kompetitif dibanding energi
konvensional juga menghambat laju
perkembangan pemanfaatan ET.
c. Terbatasnya informasi mengenai
teknologi ET yang dimiliki masyarakat
perdesaan juga menghambat
pertumbuhan teknologi ET.
d. Kurangnya tenaga teknis di lapangan
sehingga menyulitkan perawatan setelah pemasangan (layanan purna
jual)
Kebijakan dan peraturan terkait dengan pengembangan energi terbarukan
Dasar dari pengembangan energi terbarukan seperti yang dinyatakan dalam
Blue Print
Pengelolaan Energi Nasional adalah target
Tabel 5. Implementasi energi terbarukan untuk listrik perdesaan
Jenis Energi Terbarukan
Tahun2005 2006 2007 2008
Angin80 kW(1 unit)
kW (3 unit)
735 kW (9 unit)
80 kW(1 unit)
Solar Home System (SHS)
119.5 kWp (2,390 units)
1.574 kWp (31,488 units)
2.029 kWp (40,598 units)
2.000 kWp (40,000 units)
PLTS terpusat18 kWp(5 unit)
- 102.4 kWp(5 unit)
150 kWp(9 units)
Mikrohidro155 kW(4 units)
702 kW (12 units)
1.169 kW (7 units)
782 kW(7 units)
Pikohidro50 kW
(25 units)30 kW
(15 units)45 kW
(18 units)--
Sumber: DJLPE (2008)
1.3. TENTAN
G ENERGI TERBARU
KAN
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
PE
NG
AN
TAR
ET
23Pengantar Energi Terbarukan
Pemerintah untuk meningkatkan peranan energi terbarukan dalam total bauran
energi nasional dari kurang dari 4% pada
tahun 2006 menjadi 17% pada tahun
2025. Dalam mencapai target, Pemerintah
telah memberlakukan peraturan untuk meningkatkan penggunaan energi terbarukan di Indonesia dan beberapa
peraturan lainnya yang sedang diformulasikan.
Beberapa peraturan dan undang-undang
untuk mendukung pengembangan energi terbarukan yang telah dikeluarkan meliputi :
1. Peraturan Pemerintah Nomor 5 tahun
2006 mengenai kebijakan energi
nasional.
2. Instruksi Presiden No.1/2006 dan
No.2/2006 pada penyediaan dan
implementasi bahan bakar bio dan
batubara cair.
3. Kebijakan Hijau Energi (Keputusan
Menteri No.2/2004).
4. Undang-undang Nomor 30 tahun
2007 mengenai Energi.
5. Undang-undang Nomor 15 tahun
1985 mengenai Ketenagalistrikan
6. Peraturan mengenai Penyediaan dan Pemanfaatan Listrik (Peraturan
Pemerintah No.26/2006). Sebagai
revisi dari Peraturan Pemerintah No.10
tahun 1989 untuk mengamankan listrik nasional.
8. Peraturan Menteri ESDM Nomor 31
Tahun 2009 tentang Harga Pembelian
Tenaga Listrik oleh PT PLN (Persero)
dari Pembangkit Tenaga Listrik Yang
Menggunakan Energi Terbarukan
Skala Kecil dan Menengah Atau
Kelebihan Tenaga Listrik
Peraturan Pemerintah mengenai penyediaan dan pemanfaatan tenaga listrik
Peraturan Pemerintah No.10/1989 direvisi
ke Peraturan Pemerintah No.03/2005
dan No.26/2006 mengenai penyediaan dan pemanfaatan listrik diterbitkan untuk melaksanakan diversikasi sumber
energi untuk pembangkit tenaga listrik,
khususnya beralih dari bahan bakar minyak ke bahan bakar non-minyak, termasuk
pemanfaatan energi terbarukan.
Dalam hubungannya dengan pengembangan energi terbarukan,
peraturan tersebut mengharuskan Pemerintah untuk memprioritaskan
pemakaian sumber daya energi terbarukan yang ada secara lokal untuk
penghasil listrik; dan proses pembelian
diterapkan melalui pemilihan langsung (tanpa tender).
Kebijaksanaan Energi Nasional
Peraturan Pemerintah No.5/2006
tentang Kebijaksanaan Energi Nasional
yang tercatat dalam keputusan ini telah menentukan strategi pengembangan energi terbarukan, meliputi:
Implementasi kewajiban energi hidro
kecil yang dapat diperbaharui untuk penggunaannya.
Memperbaiki model pendanaan
seperti kredit usaha skala kecil.
-
24
MODUL
1PENGANTAR ET
Modul Pelatihan Energi Terbarukan
Memperbaiki produksi perlengkapan
energi terbarukan melalui lisensi,
usaha bersama dan perakitan.
Walaupun potensi dari energi terbarukan
seperti biomassa, panas bumi, energi
surya, energi air, energi angin, dan energi
lautan secara relatif tinggi, namun tidak
digunakan secara signifikan. Kebijakan
energi nasional Indonesia bertujuan untuk
mengurangi ketergantungan pada minyak dan gas dan untuk membuat variasi
campuran energi dengan meningkatkan pangsa dari sumber energi alternatif
seperti energi terbarukan. Indonesia telah
menargetkan untuk memenuhi pangsa dari energi terbarukan sampai dengan 17% pada tahun 2025, seperti yang
dinyatakan dalam Cetak Biru Program
Penerapan Energi Nasional 2007-2025
(ESDM, 2007).
Target dari bauran energi dan elastisitas
energi yang ditetapkan dalam Kebijakan
Energi Nasional adalah sebagai berikut
(Gambar 1):
1. Pencapaian elastisitas energi kurang
dari satu pada tahun 2025.
2. Target bauran energi nasional pada
tahun 2025 : Minyak kurang dari
20%; Gas kurang dari 30%; Batubara
kurang dari 33%; Bahan Bakar
Nabati paling sedikit 5%; Panas Bumi
paling sedikit 5%; energi baru dan
energi terbarukan lainnya, terutama
biomassa, nuklir, tenaga hidro, tenaga
surya, dan tenaga angin paling sedikit
lima persen (5%); batubara cair paling
sedikit 2%.
Secara detil Pemanfaatan energi
terbarukan pada tahun 2025 ditargetkan
seperti berikut :
Panas Bumi : 9,500 MW
Mikro hidro : 500 MW (on grid) and
330 MW (off grid)
Energi Surya : 80 MW
Biomassa : 810 MW
Energi Angin : 250 MW (on grid) and
5 MW (off grid)
Bio-diesel : 4.7 juta kiloliter
Gasohol : 5% dari konsumsi minyak
bumi
Undang-undang No.30/2007 Tentang Energi
Menurut Undang-undang No.30/2007,
energi akan dikelola di bawah prinsip
penggunaan yang menguntungkan,
rasionalitas, efisiensi yang adil,
peningkatan nilai tambah, keberlanjutan,
kesejahteraan masyarakat, pengawetan
fungsi lingkungan, ketahanan nasional,
dan integritas dengan memprioritaskan
kemampuan nasional.
Penetapan dan penggunaan energi menurut Undang-undang ini diatur
sebagai berikut :
1. Energi akan dibuat tersedia melalui
: inventarisasi sumber daya energi;
meningkatkan cadangan energi;
mengembangkan keseimbangan energi; membuat variasi, melestarikan,
dan mengintensifkan sumber daya
energi dan energi; dan menjamin
bahwa sumber daya energi dan energi didistribusikan, dihantarkan,
1.3. TENTAN
G ENERGI TERBARU
KAN
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
PE
NG
AN
TAR
ET
25Pengantar Energi Terbarukan
dan disimpan dengan baik.
2. Prioritas untuk penyediaan energi
oleh Pemerintah dan/atau pemerintah
daerah akan diberikan pada daerah yang dalam pengembangan, daerah
terpencil, dan daerah pedesaan
dengan memakai sumber daya energi lokal, khususnya sumber daya energi
terbarukan.
3. Daerah yang memproduksi sumber
daya energi akan diprioritaskan untuk
memperoleh energi dari sumber
energi lokal.
4. Penentuan energi dan energi terbarukan akan ditingkatkan oleh
Pemerintah dan pemerintah daerah menurut otoritas mereka masing-
masing.
5. Setiap entitas bisnis, pendirian
bisnis permanen dan individual yang
menyediakan energi dari sumber energi yang baru dan sumber energi terbarukan dapat memperoleh fasilitas
dan/atau insentif dari Pemerintah
dan/atau pemerintah daerah menurut
otoritas mereka masing-masing untuk
jangka waktu tertentu sampai tercapai
nilai ekonomis.
Program Elektrifikasi Pedesaan
Sampai tahun 2005, dari 62.929 desa
di Indonesia, 58.962 (84,32%) telah
dielektrifikasi melayani 14,2 juta
pelanggan rumah tangga pedesaan (RUKN,2006). Ini berarti bahwa 10.967
desa tidak punya akses listrik. Target
yang meningkat secara bertahap telah ditetapkan, untuk mencapai rasio
elektrifikasi sebesar 90,4% pada tahun
2020, dan 93% pada tahun 2025. Sedikit
berbeda dengan target nasional, skema
target yang lain diperkenalkan oleh PLN,
disebut Visi 75/100, yang menargetkan
bahwa pada tahun 2020, perayaan ulang
tahun Indonesia ke-75, rasio elektrifikasi
akan mencapai 100%.
Mengingat jaringan utama dari
Gambar 1: Target Energi Mix Nasional 2025 (Peraturan Pemerintah No.5/2006 Ter-hadap Kebijakan Energi Nasional)
-
26
MODUL
1PENGANTAR ET
Modul Pelatihan Energi Terbarukan
Perusahaan Listrik Negara (PLN) tidak
mampu memenuhi 50 60% kebutuhan
elektrifikasi pedesaan, ada potensi besar
untuk mengembangkan listrik di luar jaringan dengan menggunakan energi
terbarukan. Departemen Sumber Daya
Energi dan Mineral (MEMR) mengeluarkan
Keputusan Menteri No.1122 K/30/
MEM/2002 tentang Pembangkit Tenaga
Kecil yang Terdistribusi (PSK Tersebar)
pada 12 Juni 2002 untuk menjamin
ketersediaan listrik dengan memberikan peluang bisnis bagi produsen listrik skala
kecil yang memakai energi terbarukan untuk menjual listrik ke PLN dengan harga
yang distandarisasikan, dengan kapasitas
total maksimum yang terpasang sebesar
1 MW. Sumber energi terbarukan yang
tercakup dalam keputusan meliputi:
angin, surya, mini/mikro hidro, produk
pertanian atau limbah industri, sumber
dendro-thermal (kayu) atau energi
panas bumi. Keputusan ini dimaksudkan
untuk merangsang sektor swasta seperti
pemerintah daerah untuk menemukan potensial produksi energi terbarukan
untuk pembangkit listrik. Harga jual
pembangkit listrik dari PSK Tersebar
adalah harga pada titik interkoneksi
dengan sistem PLN. Harga jualnya adalah
80% dari biaya produksi per KWh (HPP
atau Harga Pokok Penjualan) dihubungkan
ke kisi-kisi tegangan menengah dan 60%
HPP, ketika menjual listrik berdasarkan
kapasitas non perusahaan. Peraturan
Menteri No. 002/2006 dikeluarkan untuk
mengatur pengusahaan tenaga listrik skala menengah (1-10 MW) yang menggunakan
energi terbarikan. Kedua regulasi diatas
direvisi melalui Peraturan Menteri ESDM
Nomor 31/2009 yang menetapkan Harga
Pembelian Tenaga Listrik oleh PT PLN
(Persero) dari Pembangkit Tenaga Listrik
Yang Menggunakan Energi Terbarukan
Skala Kecil dan Menengah Atau Kelebihan
Tenaga Listrik.
Departemen dan lembaga yang berurusan dengan pengembangan energi terbarukan dan elektrifikasi pedesaan meliputi :
1. Direktorat Jendral Energi Baru
Terbarukan dan Konservasi Energi
(DJEBTKE), Kementerian Energi dan
Sumber Daya Mineral (dulu Direktorat
Jendral Listrik dan Pemanfaatan Energi
(DJLPE).
2. Lembaga Penerbangan dan Antariksa
(LAPAN)
3. Departemen Koperasi dan Usaha Kecil
Menengah
4. Perusahaan Listrik Negara (PLN)
5. Departemen Pekerjaan Umum (untuk
tenaga hidro)
6. Badan Penerapan dan Penilaian
Teknologi (BPPT)
7. Berbagai institusi Pemerintah yang
lain dan institusi pendidikan, berbagai
organisasi non-pemerintah (LSM) dan
agensi pembangunan dan kerjasama
internasional.1.4. TEKN
OLO
GI ENERGI TERBARU
KAN
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
PE
NG
AN
TAR
ET
27Pengantar Energi Terbarukan
Teknologi Energi Surya
Energi surya merupakan salah satu
sumber energi terbarukan yang dimanfaatkan melalui dua macam teknologi yaitu teknologi fotovoltaik (PV)
dan teknologi fototermik (surya termal).
Teknologi PV mengkonversi langsung
cahaya matahari menjadi listrik melalui
perangkat semikonduktor yang disebut
sel surya, sedangkan teknologi surya
termal memanfaatkan panas dari radiasi matahari dengan menggunakan alat pengumpul panas atau yang biasa disebut kolektor surya.
Teknologi PV dimanfaatkan untuk
pembangkit listrik tenaga surya (PLTS)
berupa sistem terpusat (centralized), sistem tersebar (stand alone) dan sistem hibrida (hybrid system). Centralized PV system adalah pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) yang mensuplai listrik secara
terpusat untuk berbagai lokasi/ beban
yang bersifat on grid maupun off grid. Sistem stand alone hanya mensuplai
listrik khusus untuk kebutuhan beban yang tersebar di masing-masing lokasi dan
bersifat off grid. Pada sistem hybrid, PLTS digunakan bersama-sama dengan sistem pembangkit lainnya dalam mensuplai listrik. Komponen sistem umumnya terdiri
dari rangkaian sel surya yang membentuk modul surya (PV Panel) dan beberapa komponen pendukung seperti baterai,
inverter, sistem kontrol dan lain-lain yang
disebut juga sebagai balance of system / BOS. Aplikasi teknologi PV antara lain: PLTS pedesaan / perkotaan (on grid / off
grid), Solar Home System (SHS), solar street lighting, solar pumping, BST solar,
solar refrigerator, etc.
Pada sistem surya termal, kolektor
surya menyerap radiasi matahari dan mengkonversinya menjadi energi panas
yang digunakan untuk memanaskan medium fluida seperti air atau udara
yang dapat digunakan secara langsung atau pun tidak langsung untuk berbagai
aplikasi seperti ; pemanas air (water
heater), pengering hasil pertanian (solar
dryer), distilasi / desalinasi, memasak
(solar cooker), pendingin surya (solar cooling), pembangkit listrik (solar thermal power plant), etc. Selain itu teknologi
surya termal juga berpotensi untuk
dimanfaatkan sebagai sumber pemanas tambahan untuk proses-proses produksi
pada industri yang membutuhkan energi termal.
Potensi energi surya di Indonesia sangat
besar sekitar 4.8 KWh/m2 atau setara
dengan 112.000 GWP yang didistribusikan
sepanjang tahun dimana kepulauan
Sulawesi, Papua, Nusa Tenggara, dan
Maluku memiliki rata-rata penyinaran surya yang lebih tinggi. Potensial kumulatif dari
energi surya dapat mencapai 1203.75.106 MW. Tetapi, energi surya yang digunakan
sejauh ini hanya menyediakan 10 MWp.
1.4. JENIS TEKNOLOGI ENERGI TERBARUKAN
-
28
MODUL
1PENGANTAR ET
Modul Pelatihan Energi Terbarukan
Pada tahun 2008, kapasitas sel surya yang
dipasang mencapai 8 MW yang mana 1.38
MW adalah Solar Home System (SHS), yang juga disebut Pembangkit Listrik Tenaga
Surya (PLTS). Pemerintah menargetkan
untuk memasang 33.000 unit SHS pada
sejumlah desa terpencil di Indonesia
pada tahun 2009, yang mana akan
menggunakan sampai dengan 40 persen
dari total anggaran yang dialokasikan
untuk elektrifikasi pedesaan. 1
Pemerintah telah mengeluarkan Road Map penggunaan energi surya yang menetapkan target 0,87 GW dari kapasitas
SHS yang terpasang sampai dengan tahun
2025, atau kira-kira 50 MWp/tahun. Target
ini menunjukkan potensial untuk pasar
yang signifikan untuk mengembangkan
energi surya di masa mendatang.
Solar Photovoltaic (PV) atau Fotovoltaik
Sistem PV kebanyakan diterapkan dalam
pedesaan dan daerah terpencil atau pada daerah potensial tenaga surya namun
tidak memiliki akses ke jaringan listrik
PLN. Penggunaan PV kebanyakan untuk
elektrifikasi pedesaan, pemompaan air,
telekomunikasi, dan lemari pendingi di
klinik kesehatan pedesaan. Sistem PV
yang dipasang biasanya punya rentang kapasitas dari 40 Wp sampai 80 Wp per
unit.
Perlengkapan PV-SHS terdiri dari sel surya
1 Kompas (2008). PLTS Solusi Atasi Kekuran-gan Listrik Di Bengkulu. Kompas, 28 Septem-ber 2008
dan panel, kabel, sistem kendali, lampu
dan perlengkapan asesoris lainnya dan
baterai.
Sel surya atau dalam dunia internasional
lebih dikenal sebagai solar cell atau photovoltaic cell, merupakan sebuah peralatan semikonduktor yang memiliki
permukaan yang luas dan terdiri dari rangkaian dioda tipe P dan N, yang mampu
merubah energi sinar matahari menjadi
energi listrik. Solar cell memiliki banyak aplikasi dan cocok untuk digunakan bila
tenaga listrik dari jaringan/grid tidak
tersedia, seperti di wilayah terpencil,
satelit pengorbit, kalkulator, pompa air,
dll.
Energi radiasi matahari dirubah menjadi
arus listrik searah dengan mempergunakan lapisan-lapisan tipis dari silicon (Si) murni
dan bahan semi konduktor lainnya, yang
disebut solar cell yang besarnya sekitar
10 ~ 15 cm persegi. Pada saai ini silicon
merupakan bahan yang paling banyak dipakai, dan merupakan suatu unsur yang
banyak terdapat di alam.
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu sel
surya sangat kecil maka beberapa sel surya harus digabungkan sehingga terbentuklah satuan komponen yang disebut module.
Produk yang dikeluarkan oleh industri-
industri sel surya adalah dalam bentuk modul ini.
Pada applikasinya, karena tenaga listrik
yang dihasilkan oleh satu module
masih cukup kecil (rata-rata maksimum
tenaga listrik yang dihasilkan 130 W)
maka dalam pemanfaatannya beberapa module digabungkan dan terbentuklah
1.4. TEKNO
LOGI EN
ERGI TERBARUKAN
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
PE
NG
AN
TAR
ET
29Pengantar Energi Terbarukan
apa yang disebut array. Sebagai contoh
untuk menghasilkan listrik sebesar 3 kW
dibutuhkan array seluas kira-kira 20 ~
30 meter persegi. Untuk lebih jelasnya,
hirarki module dapat dilihat pada Gambar
2.
Gambar 2. Hirarki module (cell-module-
array)
Sasaran dan strategi Pengembangan PV ( Fotovoltaik) di Indonesia
Sasaran Pengembangan Fotovoltaik di
Indonesia :
Semakin berperannya pemanfaatan
energi surya fotovoltaik dalam
penyediaan energi di daerah perdesaan, sehingga pada tahun
2020 kapasitas terpasangnya menjadi
25 MW.
Semakin berperannya pemanfaatan
energi surya di daerah perkotaan.
Semakin murahnya harga energi dari
solar photovoltaic , sehingga tercapai tahap komersial.
Terlaksananya produksi peralatan
Sistem Energi Surya Fotovoltaik (SESF)
dan peralatan pendukungnya di dalam negeri yang mempunyai kualitas tinggi
dan berdaya saing tinggi.
Strategi pengembangan energi surya
fotovoltaik di Indonesia adalah sebagai
berikut:
Mendorong pemanfaatan SESF secara
terpadu, yaitu untuk keperluan
penerangan dan kegiatan produktif.
Mengembangkan SESF melalui dua
pola, yaitu pola tersebar dan terpusat
yang disesuaikan dengan kondisi
lapangan. Pola tersebar diterapkan
apabila letak rumah-rumah penduduk menyebar dengan jarak yang cukup
jauh, sedangkan pola terpusat
diterapkan apabila letak rumah-rumah penduduk terpusat.
Mengembangkan pemanfaatan SESF
di perdesaan dan perkotaan.
Mendorong komersialisasi SESF
dengan memaksimalkan keterlibatan swasta.
Mengembangkan industri SESF dalam
negeri yang berorientasi ekspor.
Mendorong terciptanya sistem dan
pola pendanaan yang efisien dengan
melibatkan dunia perbankan.
Peluang Pemanfaatan Fotovoltaik
Kondisi geografis Indonesia yang terdiri
atas pulau-pulau yang kecil dan banyak yang terpencil menyebabkan sulit untuk dijangkau oleh jaringan listrik yang bersifat
terpusat. Untuk memenuhi kebutuhan
energi di daerah-daerah semacam ini,
-
30
MODUL
1PENGANTAR ET
Modul Pelatihan Energi Terbarukan
salah satu jenis energi yang potensial
untuk dikembangkan adalah energi surya. Dengan demikian, energi surya
dapat dimanfaatkan untuk p enyedian listrik dalam rangka mempercepat rasio
elektrifikasi desa.
Selain dapat digunakan untuk program
listrik perdesaan, peluang pemanfaatan
energi surya lainnnya adalah:
Lampu penerangan jalan dan
lingkungan;
Penyediaan listrik untuk rumah peribadatan.
Penyediaan listrik untuk sarana umum. Dengan daya kapasitas 400
Wp sudah cukup untuk memenuhi
listrik sarana umum;
Penyediaan listrik untuk sarana pelayanan kesehatan, seperti: rumah
sakit, Puskesmas, Posyandu, dan
Rumah Bersalin;
Penyediaan listrik untuk Kantor
Pelayanan Umum Pemerintah. Tujuan
pemanfaatan SESF pada kantor
pelayanan umum adalah untuk membantu usaha konservasi energi
dan mambantu PLN mengurangi
beban puncak disiang hari;
Untuk pompa air ( solar power supply for waterpump ) yang digunakan untuk pengairan irigasi atau sumber air bersih (air minum).
Kendala Pengembangan Fotovoltaik di
Indonesia
Harga modul surya yang merupakan
komponen utama SESF masih mahal
mengakibatkan harga SESF menjadi
mahal, sehingga kurangnya minat
lembaga keuangan untuk memberikan kredit bagi pengembangan SEEF;
Sulit untuk mendapatkan suku cadang
dan air accu , khususnya di daerah perdesaan, menyebabkan SESF cepat
rusak;
Pemasangan SESF di daerah perdesaan
pada umumnya tidak memenuhi
standar teknis yang telah ditentukan,
sehingga kinerja sistem tidak optimal
dan cepat rusak.;
Pada umumnya, penerapan SESF
dilaksanakan di daerah perdesaan yang sebagian besar daya belinya masih rendah, sehingga pengembangan
SESF sangat tergantung pada program
Pemerintah;
Belum ada industri pembuatan
sel surya di Indonesia, sehingga
ketergantungan pada impor sangat
tinggi. Akibatnya, dengan menurunnya
nilai tukar rupiah terhadap dolar
menyebabkan harga modul surya
menjadi semakin mahal.
Sistem Pemanas Surya
Penerapan sistem panas surya adalah penerapan kolektor untuk proses pasca
panen yang digunakan untuk produk
pertanian tertentu yang membutuhkan kualitas standar ekspor seperti kopi,
kokoa, tembakau, dan teh, sebagai
pengganti pengeringan tradisional dengan
surya. Ada peningkatan permintaan untuk
1.4. TEKNO
LOGI EN
ERGI TERBARUKAN
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
PE
NG
AN
TAR
ET
31Pengantar Energi Terbarukan
penggunaan panas surya untuk air minum di daerah pulau melalui sistem desalinasi air laut.
Beberapa peralatan yang telah dikuasai
perancangan dan produksinya seperti
sistem atau unit berikut:
Pengering pasca panen (berbagai
jenis teknologi);
Pemanas air domestic;
Pemasak/oven;
Pompa air
Penyuling air ( Solar Distilation/Still );
Pendingin (radiatif, absorpsi,
evaporasi, termoelektrik, kompressip,
tipe jet);
Sterilisator surya;
Pembangkit listrik dengan menggunakan konsentrator dan fluida
kerja dengan titik didih rendah.
Untuk skala kecil dan teknologi yang
sederhana, kandungan lokal mencapai 100
%, sedangkan untuk sistem dengan skala
industri (menengah) dan menggunakan
teknologi tinggi (seperti pemakaian
Kolektor Tabung Hampa atau Heat Pipe ), kandungan lokal minimal mencapai 50%.
Peluang Pemanfaatan Energi Surya Termal
Prospek teknologi energi surya termal
cukup besar, terutama untuk mendukung
peningkatan kualitas pasca-panen komoditi pertanian, untuk bangunan
komersial atau perumahan di perkotaan.
Prospek pemanfaatannya dalam sektor-
sektor masyarakat cukup luas, yaitu:
Industri, khususnya agro-industri
dan industri pedesaan, yaitu untuk
penanganan pasca-panen hasil-hasil pertanian, seperti: pengeringan
(komoditi pangan, perkebunan,
perikanan/peternakan, kayu olahan)
dan juga pendinginan (ikan, buah dan
sayuran);
Bangunan komersial atau perkantoran,
yaitu: untuk pengkondisian ruangan
( Solar Passive Building , AC) dan pemanas air;
Rumah tangga, seperti: untuk
pemanas air dan oven/ cooker ;
PUSKESMAS terpencil di pedesaan,
yaitu: untuk sterilisator, refrigerator
vaksin dan pemanas air.
Kendala Pengembangan Energi Surya Termal
Kendala utama yang dihadapi dalam
pengembangan surya termal adalah:
Teknologi energi surya termal untuk
memasak dan mengeringkan hasil pertanian masih sangat terbatas. Akan tetapi, sebagai pemanas air,
energi surya termal sudah mencapai tahap komersial. Teknologi surya
termal masih belum berkembang karena sosialisasi ke masyarakat luas
masih sangat rendah;
Daya beli masyarakat rendah,
walaupun harganya relatif murah;
-
32
MODUL
1PENGANTAR ET
Modul Pelatihan Energi Terbarukan
Sumber daya manusia (SDM) di
bidang surya termal masih sangat terbatas. Saat ini, SDM hanya tersedia
di Pulau Jawa dan terbatas lingkungan perguruan tinggi.
Contoh penerapan pemanas surya yang
terdiri dari komponen kolektor dan drying bin dapat dilihat pada Gambar 4. Sistem pengering surya untuk kakao dapat dilihat
pada Gambar 3.
Gambar 3. Teknologi Pengering Surya
Untuk Petani Kakao (AMARTA, 2009)
Implementasi Teknologi Energi Surya
Implementasi teknologi energi surya
secara khusus difokuskan pada sistem
solar photovoltaic, baik untuk sistem
stand-alone seperti solar home system (SHS) dan pembangkit listrik tenaga
surya yang terpusat. Sejak tahun 1992,
Pemerintah, melalui Direktorat Jendral
Listrik dan Pemanfaatan Energi (DJLPE),
sekarang Direktorat Jenderal Energi
Baru Terbarukan dan Konservasi Energi
(DJEBTKE) telah menerapkan teknologi
energi surya, melalui Program Elektrifikasi
Pedesaan (Program Listrik Pedesaan).
Departemen Pemerintah lainnya,
seperti Departemen Tenaga Kerja dan
Transmigrasi, Departemen Komunikasi dan
Informasi (Depkominfo), dan Departemen
Koperasi, juga telah berperan.
Teknologi Energi Angin
Energi angin adalah sumber energi
terbarukan yang dapat diubah menjadi
energi mekanis dan listrik melalui sistem konversi. Energi kinetik yang
ditampilkan dalam gerakan angin dapat diubah menjadi energi mekanis untuk
mengoperasikan perlengkapan mekanis
seperti pompa, kincir, dan lain-lain. Energi
mekanis kemudian digunakan untuk memutar rotor dalam generator untuk
menghasilkan listrik. Kedua proses ini
disebut konversi energi angin, sementara
sistem atau perlengkapannya disebut sistem konversi energi angin. Konversi ke
energi mekanis disebut sistem konversi
energi angin mekanis atau kincir angin,
dan konversi ke listrik dilakukan dalam
sebuah sistem konversi energi angin
elektrik,yang lebih dikenal sebagai turbin
angin. Saat ini, pembangkit listrik telah
menjadi penggunaan energi angin yang
lebih umum, dimana energi mekanis
yang juga diketahui sebagai penggunaan
langsung digunakan tidak terlalu sering.
Penggunaan energi angin di lokasi yang
dipilih membutuhkan data/informasi
potensial (pasokan) angin aktual dan
permintaan pada lokasi. Analisis dan
evaluasi yang lebih akurat pada kedua
aspek bersama dengan perhitungan ekonomis akan menghasilkan sebuah
penerapan sistem konversi energi angin
yang optimal.
1.4. TEKNO
LOGI EN
ERGI TERBARUKAN
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
PE
NG
AN
TAR
ET
33Pengantar Energi Terbarukan
Pemerintah Indonesia telah
mempersiapkan sejumlah peraturan
dan undang-undang, mengatur strategi
yang baik seperti mengambil tindakan
nyata yang ditujukan pada mendukung
pengembangan dan penerapan energi baru dan dapat diperbaharui, yang pada
gilirannya diharapkan mampu memasok
energi berdasarkan potensial dan
implementasi lokal. Kontribusi energi
baru dan dapat diperbaharui diharapkan meningkat secara nasional menjadi 11%
pada tahun 2025 (Pusdatin ESDM,2010).
Khususnya untuk energi angin,
penerapannya diharapkan mencapai 250
MW pada tahun 2025, tetapi saat ini hanya
sekitar 1 MW kapasitas yang terpasang di
seluruh negeri.
Potensial energi angin di Indonesia
umumnya tidak besar, dengan kecepatan
angin terletak pada rentang 2.5 5 m/s.
Tetapi, kecepatan yang lebih besar dari
5 m/s ditemukan di beberapa lokasi di
: Nusa Tenggara Timur, Nusa Tenggara
Barat, Sulawesi Selatan, dan daerah pantai
selatan Jawa. Potensial ini secara teknis
memadai untuk sistem konversi energi
angin skala menengah (10-100 kW), tetapi
karena lokasi yang terpencil, investasi
yang tinggi dan perawatan yang mahal
dibutuhkan, karenanya secara finansial
tidak menarik. Jumlah total perkiraan
potensial energi angin di Indonesia
adalah 9.29 GW. Rangkuman potensial
angin umum yang melintasi Indonesia
sebagai hasil pemetaan potensial angin
oleh LAPAN pada 120 lokasi ditampilkan
dalam Tabel 6.
Energi angin dapat digunakan secara praktis
untuk pembangkit listrik, pompa air, isi
ulang tenaga baterai, dan penumbuk padi
atau gandum. Turbin angin modern yang
besar dapat dioperasikan secara bersama-
sama pada Wind Farm untuk pembangkit listrik. Sedangkan turbin yang kecil
digunakan pada rumah tangga dan daerah terpencil (atau pulau kecil) yang off grid,
untuk memenuhi kebutuhan energinya. Penerapannya selain sebagai Wind Farm juga sebagai Stand alone baik yang terhubung ke Grid maupun tidak. Dengan demikian, pembangkit listrik tenaga angin
sangat cocok untuk diterapkan di tempat
terpencil maupun didaerah yang on grid.
Table 6 Potensi Angin Rata-rata di Indonesia
TipeKecepatan
Angin(m/detik )
Tenaga Listrik( W/m2 )
Kapasitas( kW )
Lokasi
Skala Kecil 2,5 - 4,0 < 75 s/d 10Jawa, NTB, NTT, Maluku, Sulawesi, pesisir Sumatera Barat
Skala Menengah 4,0 - 5,0 75 150 10 100
NTB, NTT, Sulawesi Selatan, Sulawesi Tenggara, Sulawesi Utara dan Jawa Timur
Skala Besar
> 5,0 > 150 > 100Sulawesi Selatan, NTB dan NTT, daerah pantai di wilayah Selatan Jawa
-
34
MODUL
1PENGANTAR ET
Modul Pelatihan Energi Terbarukan
Disamping itu juga dapat dikombinasikan
dengan photovoltaic (PV) sehingga menjadi sistem hibrida pembangkit listrik
yang saling mem-back-up.
Turbin angin menangkap energi angin
dengan dua atau tiga baling-baling, yang
akan memutar rotor untuk menghasilkan
listrik. Turbin diletakkan pada puncak
menara dengan ketinggian 100 feet (30 meter) atau lebih di atas tanah, karena
pada kondisi tersebut angin lebih kuat
dan sedikit mengalami turbulensi. Untuk
itu diperlukan data profil kecepatan angin
dari menara 50 meter, dengan memasang
anemometer pada ketinggian 30 meter
dan 50 meter. Sehingga data profil annual
kecepatan angin ini dapat digunakan untuk menghitung potensi daya yang akan
terbangkitkan secara komersial.
Sebuah pembangkit listrik tenaga angin
dapat dibuat dengan menggabungkan beberapa turbin angin sehingga menghasilkan listrik ke unit penyalur listrik. Listrik dialirkan melalui kabel transmisi dan
didistribusikan ke rumah-rumah, kantor,
sekolah, dan sebagainya. Turbin angin
dapat memiliki tiga buah bilah turbin.
Jenis lain yang umum adalah jenis turbin
dua bilah. Angin akan memutar sudut
turbin, kemudian memutar sebuah poros
yang dihubungkan dengan generator,
lalu menghasilkan listrik. Turbin untuk
pemakaian umum berukuran 50-750
kilowatt. Sebuah turbin kecil, kapasitas
50 kilowatt, digunakan untuk perumahan,
piringan parabola, atau pemompaan air.
Kelangsungan suatu pembangkit tenaga
angin sangat bergantung pada pemilihan
lokasi (siting) yang tepat berdasarkan
data angin yang akurat yang berlaku sepanjang waktu guna mendukung mesin
turbin angin. Karena itu studi potensi
angin anual pada lokasi didaerah yang
terindikasi berpotensi merupakan hal yang
mutlak dilakukan sebelum memutuskan pembangunan suatu pembangkit tenaga angin di lokasi tersebut.
Untuk pemanfaatan kincir angin bagi
pembangkitan tenaga listrik skala kecil,
diperlukan sebuah pengatur tegangan,
oleh karena kecepatan angin yang
berubah-ubah, sehingga tegangan juga
berubah. Diperlukan sebuah batere untuk menyimpan energi, karena sering terjadi
angin tidak bertiup. Bila angin tidak
bertiup, perlu dicegah generator bekerja
sebagai motor: oleh karena itu perlu pula
sebuah pemutus tegangan otomatik,
seperti ditunjukkan pada gambar 4.
Gambar 4. Skema Pusat Listrik Tenaga
Angin Skala Kecil
1.4. TEKNO
LOGI EN
ERGI TERBARUKAN
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
PE
NG
AN
TAR
ET
35Pengantar Energi Terbarukan
Teknologi Energi Biomassa
Biomassa adalah produk fotosintesa
yang menyerap energi matahari dan mengkonversi karbon dioksida dengan
air menjadi senyawa karbon, hidrogen
dan oksigen. Biomasa merupakan bahan
biologis yanghidup atau baru mati yang
dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar setelah diolah terlebih dahulu
melalui serangkaian proses yang dikenal
sebagai konversi biomassa. Umumnya
energi biomasa selain merujuk pada
materi tumbuhan yangdipelihara untuk
diolah menghasilkan Bahan Bakar Nabati
(BBN) atau biofuel, juga mencakup materitumbuhan yang digunakan untuk
produksi serat, bahan kimia, ataupanas.
Biomassa dapat pula meliputi limbah
terbiodegradasi yang dapat digunakan
sebagai bahan bakar. Biomassa
tidak mencakup materi organik yang
telahtertransformasi oleh proses geologis
menjadi zat seperti batu bara atauminyak
bumi.
Ada beberapa proses konversi biomassa.
Proses konversi yang sederhana adalah
dengan mengubah biomassa menjadi
briket sehingga mudahdisimpan, diangkut,
dan mempunyai ukuran dan kualitas yang seragam. Jeniskonversi lain adalah
mengubah biomassa melalui proses kimia
dan fisikaseperti anaerobic digestion (peruraian tanpa bantuan oksigen)
yangmenghasilkan gas metana. Pirolisis,
gasifikasi dan karbonisasi (dekomposisi
menggunakan panas) yangmenghasilkan
produk bahan bakar padat berupa karbon
dan produk lain berupakarbon dioksida
dan metana. Pengkonversian menjadi
bahan bakar cair dapat dilakukan dengan cara kimia esterifikasi (biodiesel) dan
secara fermentasi (bioethanol).
Biomassa telah digunakan secara
tradisional dan sumber energi yang paling
lama dikenal di Indonesia, terhitung
hampir 40 persen dari total konsumsi
energi, kebanyakan digunakan di pedesaan
dan daerah terpencil. Total potensial
biomassa untuk pembangkit listrik di
Indonesia diperkirakan sekitar 49.8 GW
dengan kapasitas yang terpasang saat ini 178 MW. Diperkirakan bahwa Indonesia
menghasilkan 146.7 juta ton biomassa
setiap tahunnya, setara dengan sekitar
470 GJ/y.
Bahan bakar nabati diproyeksikan
mencapai 5% dari campuran energi nasional pada tahun 2025, sebagai bagian
dari kontribusi energi terbarukan 17%
dari kebutuhan energi nasional. Menurut
peta jalan untuk mengembangkan
pangsa bahan bakar bio dalam campuran
energi nasional, dalam tahun 2005-
2010 pangsanya akan menjadi 2% atau
setara dengan 5.29 juta Kilo Liter (KL),
dalam tahun 2011-2015 pangsanya akan
mencapai 3% setara dengan 9.84 juta KL,
dan dalam tahun 2016-2025 pangsanya
akan mencapai 5% setara dengan 22.26 juta KL. Esterifikasi dari material sayuran
ke dalam biodiesel adalah teknologi yang
digunakan paling luas dalam mencapai target ini, dan Bioetanol digunakan untuk
menggantikan bahan bakar fosil seperti
bahan bakar kendaraan dalam sektor
angkutan.
Sumber utama dari segera tersedianya
energi biomassa di Indonesia adalah ampas
-
36
MODUL
1PENGANTAR ET
Modul Pelatihan Energi Terbarukan
beras yang menawarkan potensial energi
teknis terbesar yaitu 150 Gj/tahun, kayu
karet dengan 120 Gj/tahun, ampas gula
dengan 78 Gj/tahun, ampas minyak kelapa
sawit, 67 Gj/tahun, dan sisanya lebih kecil
dari 20 Gj/tahun berasal dari ampas kayu
lapis dan veneer, ampas penebangan,
ampas kayu gergajian, ampas kelapa, dan
ampas pertanian. Sumber biomassa ini
dapat membantu dalam memasok baik
panas maupun listrik untuk rumah tangga pedesaan dan industri (APERC,2004).
Penggunaan biomassa untuk pembangkit
energi sudah sering digunakan dalam industri berbasis biomassa skala
menengah dan besar, seperti minyak
kelapa sawit, gula,dan kayu lapis.
Kebanyakan pendidih biomassa yang saat
ini beroperasi di Indonesia ketinggalan
jaman dengan efisiensi yang rendah dan
emisi yang tinggi. Industri minyak kelapa
sawit adalah salah satu argoindustri di
Indonesia yang menarik banyak investor
domestik sebagaimana investor asing.
Dalam pabrik minyak kelapa sawit dan gula, juga ada potensial besar dari ampas
biomassa yang belum digunakan, seperti
tandan buah kosong (EFB) yang dihasilkan
dari proses minyak kelapa sawit atau
pucuk gula dan daun dalam penanaman gula batu. Yang terakhir mewakili
ampas biomassa yang besar dan hemat
biaya dalam industri pabrik gula yang menyebabkan sedikit efek agronomis.
Teknologi ranjang berfluida tampaknya
menjadi teknologi biomassa lanjutan
yang terbukti paling baik untuk mengatasi
kadar air bagas yang tinggi sebagaimana
tandan buah segar (ADB,2003).
Untuk industri berbasis biomassa ukuran
kecil, seperti industri kayu dan beras,
jenis teknologi yang paling umum adalah
gasifier bed tetap karena desainnya
sederhana, biaya produksi rendah,
dan mudah dioperasikan. Kebanyakan
dimasukkan secara manual. Saat ini, kayu,
arang, sekam padi dan tempurung kelapa
dipertimbangkan sebagai bahan bakar
biomassa yang sesuai untuk gasifikasi.
Biomassa terkonsentrasi dalam jumlah
yang kecil namun dalam cakupan yang lebih besar (dalam desa terpencil)
tersedia dalam pabrik beras besar (LRM)
dan perusahaan penggergajian kayu
skala kecil. Ampas yang dihasilkan dari
agrosektor tersebut dapat menghasilkan
listrik dengan kapasitas kira-kira 100 kWe.
Kelebihan listrik (sebagian selama siang
hari dan semuanya selama malam hari)
dapat dijual lewat kisi-kisi pedesaan.
Teknologi yang sesuai untuk penggunaan
sampah kayu adalah gasifikasi bed tetap
dan down draft.
Kogenerasi Biomassa
Kogenerasi dapat diartikan sebagai proses
menghasilkan dua bentuk energi yang berguna, normalnya listrik dan panas
yang menggunakan sumber bahan bakar yang sama seperti material biomassa.
Sistem kogenerasi berdasarkan kepada
biomassa secara normal memuncaki jenis
siklus uap, dimana panas yang dihasilkan
dari pembakaran digunakan pertamakali untuk pembangkit uap untuk menjalankan
sistem turbin generator dan uap yang
terpakai dari turbin digunakan sebagai
1.4. TEKNO
LOGI EN
ERGI TERBARUKAN
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
PE
NG
AN
TAR
ET
37Pengantar Energi Terbarukan
panas yang dibutuhkan oleh proses
(Bhattacharya dan Abdul Salam,2006).
Di Indonesia, kogenerasi biomassa
kebanyakan dipasang dalam industri berbasis biomassa seperti industri minyak
kelapa sawit, kayu dan gula. Beberapa
pembangkit kogenerasi yang ada adalah
pembangkit tenaga sampah kayu 5.5 MW
di PT. Siak Raya Timber di Pekanbaru,
Sumatera dan pembangkit kogenerasi
35 ton/jam pada 35 bar yang dipasang
pada PT. Kurnia Musi Plywood Industry
di Palembang. Diperkirakan bahwa produksi minyak kelapa sawit dan gula
akan menjadi sektor dimana permintaan
energi biomassa akan meningkat dengan
luas di masa mendatang. Indonesia adalah
penghasil minyak kelapa sawit kedua terbesar di dunia (Indarti, 2001).
Gasifikasi Biomassa
Gasifikasi adalah suatu proses yang
mengubah bahan-bahan karbon, seperti
batubara, minyak bumi (petroleum),
biofuel, atau biomassa, menjadi karbon
monoksid (CO) dan hidrogen dengan
mereaksikan bahn mentah (raw material
), seperti sampah/limbah rumah tangga
atau kompos pada suhu tinggi dengan
jumlah oksigen/ uap panas (steam) yang
terkontrol (terbatas). Campuran gas yang
dihasilkan dari reaksi ini disebut gas sintetis
atau syngas yang merupakan bahan bakar (fuel) . Gasifikasi adalah suatu cara untuk mengambil energi dari berbagai tipe bahan organik yang berbeda-beda
(Wikipedia, 2010).
Di Indonesia, untuk industri berbasis
biomassa skala kecil, yaitu industri kayu
dan penggilingan padi, jenis teknologi
paling umum digunakan adalah gasifiers
unggun tetap karena desainnya yang sederhana, biaya pembuatan yang
relatif murah, dan kemudahan operasi.
Kebanyakan menggunakan sistem
pengumpan secara manual. Pada saat ini,
kayu, arang, sekam padi dan tempurung
kelapa adalah bahan yang dianggap cocok
untuk bahan bakar biomassa gasifikasi.
Biomassa terkonsentrasi dalam jumlah
yang lebih kecil tetapi dalam cakupan yang lebih besar (di desa-desa terpencil)
tersedia di penggilingan padi besar (LRM) dan pabrik gergajian kayu skala
kecil. Residu yang dihasilkan dari sektor
pertanian ini akan mampu menghasilkan listrik dengan kapasitas sekitar 100 kWe.
Kelebihan listrik (sebagian di siang hari dan
penuh di malam hari) bisa dijual melalui
jaringan listrik pedesaan. Teknologi yang
cocok untuk pemanfaatan limbah kayu
adalah fixed-bed ( unggun tetap ) dengan tipe down draft gasifier. (ADB, 2003).
Gasifikasi biomassa skala kecil dengan
kapasitas sekitar 15-176 kW untuk saat ini
sebagian besar ditemukan sebagai proyek
percontohan, dan belum sepenuhnya
tersedia secara komersial. Perbaikan
teknis sangat diperlukan dalam sistem feeding dari bahan bakar, pembersihan gas,
pembuangan abu dan keseluruhan sistem kontrol otomatis. Sebuah perkembangan
baru pada teknologi ini adalah unit
percontohan (demonstration plant)
gasifikasi sekam padi yang dipasangkan
dengan genset untuk menghasilkan listrik 100 kW. Proyek ini berbasis di Haur
-
38
MODUL
1PENGANTAR ET
Modul Pelatihan Energi Terbarukan
Geulis-Indramayu, Jawa Barat, di mana
padi merupakan tanaman dominan. EPC
unit gasifikasi dilakukan oleh perusahaan
nasional ( Anonym, 2007).
Mikrohidro
Energi mikrohidro sangat potensial di
wilayah-wilayah Indonesia yang kaya akan
pegunungan dan mempunyai sumber air mengalir (sungai). Teknologi air
sebagai pembangkit tenaga air air skala kecil (disebut Pembangkit Listrik Tenaga
Mikrohidro (PLMTH), yang sering disebut
Mikrohidro), adalah salah satu teknologi
pemanfaatan energi yang handal dan hemat biaya, yang dapat dijadikan sebagai
pertimbangan dalam penyediaan energi
yang ramah lingkungan. Walaupun ada
sejumlah definisi yang berbeda, klasifikasi
PLTMH berdasarkan standar UNIDO yaitu:
Pico Hydro untuk kapasitas 10
MW.
Teori dasar perhitungan potensi listrik
tenaga mikro hidro adalah penentuan
debit sungai, tinggi jatuh, potensi hidrolik
dan penetapan kapasitas pembangkit.
Debit Sungai
Besarnya debit aliran sungai sepanjang
tahun akan selalu berfluktuasi. Di
dalam penentuan debit disain suatu PLTMH diambil debit minimum aliran
sungai sepanjang tahun untuk menjamin
pembangkit dapat beroperasi secara terus
menerus. Untuk itu di dalam melakukan
detil survei hanya dipilih lokasi dengan
sungai yang selalu mengalir sepanjang
tahun baik di musim hujan maupun
kemarau.
Penentuan Tinggi Jatuh (Head)
Selain debit tinggi jatuh juga sangat
berpengaruh dalam menentukan besarnya potensi energi mikro hidro. Untuk
mendapatkan tinggi jatuh yang optimum
dapat digunakan beberapa alternatif
sebagai berikut: saluran pembawa panjang, pipa pesat pendek atau saluran
pembawa pendek, pipa pesat panjang.
Selain itu perlu dipertimbangkan pula
jarak antara rumah pembangkit terhadap
lokasi pemukiman untuk optimasi panjang
jaringan transmisi-distribusi.
Perhitungan Potensi Hidrolik
Parameter utama dalam menentukan potensi hidrolik (Ph) adalah besar debit
sungai (Q) dan beda tinggi/head (h).
Dengan asumsi densitas air adalah 1000
kg/m3 dan grafitasi bumi 9.8 m/detik2 ,
maka secara sederhana besar potensi
hidrolik dapat dihitung dengan persamaan
berikut :
Dimana :
Ph = Potensi hidrolik, kW
= Efisiensi, persen ( = 1, untuk
penentuan potensi hidrolik)
Q = Debit, m3/detik
h = Beda Tinggi (head), meter
Efisiensi menunjukkan bahwa tidak
1.5. PENERAPAN
TEKNO
LOGI ET U
NTU
K MASYARAKAT PERDESAAN
xQxhxPh 8.9=
-
PE
NG
AN
TAR
ET
SU
RYA
AN
GIN
BIO
MA
SS
AM
IKR
OH
IDR
OA
PP
EN
DIX
PE
ND
AH
ULU
AN
PE
NG
AN
TAR
ET
39Pengantar Energi Terbarukan
semua energi yang terkandung didalam air dapat dimanfaatkan, karena sebagian
energi akan hilang dengan sendirinya (loses) dalam bentuk friksi, panas, noise
dsb.
Kapasitas Pembangkit
Sebagai acuan awal untuk mengetahui
kapasitas daya listrik yang dapat dibangkitkan dari suatu potensi mikrohidro
secara sederhana dapat digunakan asumsi efisiensi total adalah sebesar = 0.6.
Namun demikian besarnya efisiensi
masih dapat bertamba