JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6

1

Abstrak— PT Pertamina Geothermal Energy, area

Kamojang merupakan salah satu Pembangkit Listrik Tenaga

Panas Bumi (PLTP) terbesar yang terdapat di Indonesia. Produksi

daya listrik yang dihasilkan berkisar lebih dari 60 MW dan

didistribusikan di daerah Jawa-Bali .Jenis uap yang terdapat di

Kamojang adalah jenis uap kering dengan kualitas uap mendekati

1. Namun, jenis PLTP di PT Pertamina Geothermal Energy area

Kamojang adalah jenis single-flash system.Dengan produksi daya

listrik yang cukup besar dan jangkauan yang cukup luas

permintaan akan kenaikan daya listrik yang dihasilkan akan

meningkat. Selain itu, kondisi sumur setiap tahun memiliki

karakteristik yang berbeda sehingga hal inilah yang

melatarbelakangi perlunya optimasi produksi daya listrik.

Penelitian ini dimulai dengan perhitungan nilai aliran eksergi

sehingga dapat memperoleh eksergi loss, efisiensi eksergi dan

efisiensi eksergi overall. Setelah itu, dilakukan optimasi produksi

daya listrik, metode yang digunakan yaitu optimasi tanpa fungsi

kendala. Optimasi dilakukan dengan menentukan temperatur

optimum pada separator dan kondenser serta tekanan optimum

pada wellhead. Penentuan temperatur optimum pada separator dan

kondenser tidak dapat dilakukan karena tidak mempengaruhi

proses produksi daya listrik. Sedangkan untuk penentuan tekanan

optimum pada wellhead, diperoleh rentang operasi tekanan

wellhead optimum yaitu antara 5,9124 bar - 9,74 bar dengan

rentang daya listrik optimum antara 71,013 MW- 72,302 MW.

Kata Kunci— dry-steam system, eksergi ,optimasi tanpa fungsi

kendala, single-flash system,

I. PENDAHULUAN

ada era modern seperti saat ini, krisis energi fosil terjadi

hampir di seluruh dunia, tidak terkecuali pada negara

berkembang seperti negara Indonesia. Untuk mengatasi krisis

energi, penggunaan energi terbarukan menjadi solusi yang tepat. Salah satu contoh energi terbarukan adalah energi panas

bumi.

Indonesia secara geologis terletak pada pertemuan tiga

lempeng tektonik utama yaitu Lempeng Eropa-Asia, India-

Australia dan Pasifik yang berperan dalam proses

pembentukan gunung api di Indonesia. Kondisi geologi ini

memberikan kontribusi nyata akan ketersediaan energi panas

bumi di Indonesia. Indonesia yang kaya akan wilayah gunung

berapi, memiliki potensi panas bumi yang besar untuk dapat

dimanfaatkan sebagai sumber pembangkit tenaga listrik.

Sekitar 54% potensi panas bumi di dunia berada di wilayah

indonesia. Dengan potensi yang sangat besar ini (lebih dari 50%), wilayah Indonesia sangat cocok untuk menggunakan

sumber Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP). [1]

Sebelumnya telah dilakukan penelitian mengenai optimasi

daya listrik dari pembangkit listrik tenaga panas bumi.

Penelitian ini dilakukan di PLTP Sibayak, Sumatera Utara.

Optimasi pada penelitian ini dilakukan untuk 3 sumur baru

yang akan dibangun di plant tersebut, dengan menentukan

variabel-variabel termodinamika optimum untuk

menghasilkan daya listrik optimum.[2]

Selain itu , terdapat penelitian mengenai analisis desain

termodinamika di Patuha, Jawa barat. Pada penelitian ini, dilakukan desain awal dan menentukan kondisi optimum

untuk berbagai kondisi contohnya nilai entalpi dari wellhead.

Analisa ini dilakukan di Patuha, Jawa Barat dengan jenis

PLTP Single-flash system.[3]

Salah satu PLTP terbesar di Indonesia adalah PLTP area

Kamojang (PT Pertamina Geothermal Energy) yang didirikan

sejak tahun 1982. Pertamina Geothermal Energy terletak

sekitar 42 km dari Bandung, ibu kota dari propinsi Jawa Barat.

Kapasitas dari PLTP Kamojang yaitu sebesar 60 MWe dan

menyuplai listrik pada daerah Jawa dan Bali.

Karena daerah yang dijangkau cukup luas maka permintaan

akan daya listrik dari PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang ini dari tahun ke tahun terus bertambah. Selain itu,

kondisi sumur produksi semakin tahun memeliki karakteristik

yang berbeda , dengan kecenderungan kualitas steam yang

menurun. Oleh karena itu, optimasi produksi daya listrik perlu

dilakukan agar dapat mengatasi perubahan karakteristik dari

sumur sehingga perusahaan tidak mengalami kerugian.

Tujuan dari pengerjaan tugas akhir ini adalah

memberikan panduan tentang kondisi operasi proses yang

dapat memberikan daya listrik optimum di PT PGE area

Kamojang.

II. TEORI PENUNJANG

A. Proses Konversi dalam Termodinamika

Dalam melakukan analisa konversi energi pada PLTP dapat

didasarkan dengan hukum termodinamika. Setiap jenis PLTP

memiliki proses yang berbeda apabila ditinjau dari hukum

termodinamika .[4]

Berdasarkan gambar 1 dapat dilihat geofluida mengalami beberapa proses yang ditunjukkan pada diagram T-S.

Optimasi Daya Listrik pada PT Pertamina

Geothermal Energy Area Kamojang, Jawa Barat

Eka Rachmania Dimitri Balqis, Katherin Indriawati, Bambang Lelono W.,

Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri , Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail: Katherin@ep.its.ac.id

P

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6

2

Gambar. 1. Diagram T-S single-flash system [1]

Sesuai dengan gambar 1 geofluida mengalami beberapa

proses yaitu sebagai berikut :

Flashing

Proses ini digambarkan pada saat kondisi 1 dan 2 pada

diagram T-S dimana pada proses ini geofluid mengalami

penurunan tekanan dan suhu secara drastis. Hal ini diakibatkan

geofluida dari wellhead melewati throttle valve. Selain itu proses flashing ini merupakan proses isentalpik dan adiabatik

karena proses ini terjadi secara spontan dan tidak ada

pengaruh kerja di dalamnya. Sehingga dapat dituliskan yaitu

sebagai berikut:

h1 = h2 (1)

Dimana:

h1 = entalpi pada wellhead (kJ/kg)

h2 = entalpi setelah proses flashing (kJ/kg)

Proses pemisahan (separator)

Sesuai dengan diagram T-S di atas pada proses ini terjadi

proses isobarik atau tekanan konstan. Dalam proses ini dapat

diketahui nilai X (kualitas fraksi kekeringan) yaitu dengan

rumus :

𝑥2 =ℎ2−ℎ8

ℎ3−ℎ8 (2)

Dimana:

X2 = kualitas uap

h2 = entalpi setelah proses flashing (kJ/kg)

h3 = entalpi pada keluaran separator menuju

demister (kJ/kg)

h8 = entalpi pada keluaran separator menuju

drain (kJ/kg) Sedangkan untuk menentukan nilai massa laju aliran dari

separator menuju turbin yaitu dengan menggunakan rumus :

𝑚 3 = 𝑥2𝑚 2 (3)

Dimana :

𝑚 3 = massa laju aliran keluaran dari separator

(kg/s)

𝑚 2 = massa laju aliran masukkan dari separator

(kg/s)

Sedangkan massa laju aliran yang keluar dari separator

yaitu sebagai berikut :

𝑚 8 = 1 − 𝑥2 × 𝑚 2 (4)

Dimana :

𝑚 8 = massa laju aliran keluaran dari separator ke

drain (kg/s)

Demister

Demister merupakan alat untuk menghilangkan kondensat

dari uap dan untuk memastikan bahwa uap benar-benar kering.

Pada demister terjadi pressure drop sebesar 10 kPa dan terjadi

penurunan massa laju aliran sebesar 0,01.[3]

𝑚 3𝑎 = 0,01 × 𝑚 3 (5)

Dimana :

𝑚 3𝑎 = massa laju aliran demister (flash) drain (kg/s)

𝑚 3 = massa laju aliran keluaran dari separator (kg/s)

Turbin uap dan generator

Pada turbin yang dibawah keadaan steady , inlet dari fluida

yang bekerja dan tekanan exhaust telah ditentukan. Oleh karena itu, untuk proses ideal dari turbin adiabatik adalah

proses isentropik antara inlet dan tekanan exhaust.

Daya turbin dapat dihitung dengan persamaan sebagai

berikut :[4]

W tur = m total . (h4 − h5) (6)

W tur = 𝑚 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 . 𝜂𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛 . (h4 − h5s) (7)

Dimana :

W tur = daya listrik (kW)

m total = massa laju aliran (kg/s)

h4 = entalpi pada masukan turbin (kJ/kg)

h5 = entalpi pada keluaran turbin kondisi aktual (kJ/kg)

h5s = entalpi pada keluaran turbin kondisi ideal (kJ/kg)

ηturbin = efisiensi turbin

Sedangkan untuk efisiensi turbin (ηtur) dapat dihitung

dengan persamaan :

𝜂𝑡𝑢𝑟 =𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛𝑒 𝑤𝑜𝑟𝑘

𝐼𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑖𝑐 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛𝑒 𝑤𝑜𝑟𝑘=

𝑊 𝑡𝑢𝑟

𝑊 𝑡𝑢𝑟 ,𝑖𝑠 (8)

Biasanya perubahan energi kinetik dan potensial

berhubungan dengan aliran fluida yang mengalir di turbin,

yaitu perubahan entalpi yang cukup kecil dan bisa diabaikan. Kemudian kerja output dari adiabatik turbin hanya menjadi

perubahan entalpi, dan persamaannya menjadi :

𝜂𝑡𝑢𝑟 =ℎ4−ℎ5

ℎ4−ℎ5𝑠 (9)

Untuk menghitung nilai daya turbin generator dapat

dilakukan dengan menggunakan persamaan :

𝑊 𝑔𝑒𝑛 = 𝑊

𝑡𝑢𝑟 × 𝜂𝑔𝑒𝑛 (10)

Dimana:

𝑊 𝑔𝑒𝑛 = daya yang dihasilkan generator (kW)

𝑊 𝑡𝑢𝑟 = daya listrik (kW)

ηgenerator = efisiensi turbin

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6

3

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Tinjauan Plant

Tinjauan plant dan pengambilan data dari penelitian Optimasi daya listrik ini dilakukan di PT Pertamina

Geothermal Energy area Kamojang ni. Dalam peninjauan

plant, hal yang dilakukan yaitu menentukan jenis dari PLTP

yang terdapat di PT PGE area Kamojang. Kemudian meninjau

Proses Flow Diagram (PFD) dari PT PGE serta Piping &

Instrument Diagram (P&Id).

Setelah meninjau dari PFD maka jenis PLTP di PT PGE

area Kamojang adalah jenis single-flash geothermal power

plant. Kemudian untuk menentukan data yang perlu diambil,

dilakukan penentuan state yang digunakan untuk menghitung

nilai energi dan nilai eksergi. Data yang perlu diambil yaitu data temperatur, tekanan, dan laju aliran pada setiap state.

Gambar. 2. State pada PT PGE area Kamojang

Sesuai dengan proses yang terjadi di PT Pertamina

Geothemal Energy area Kamojang maka dapat digambarkan

digram T-S yaitu sebagai berikut:

Gambar. 3. Diagram T-S pada PT Pertamina Geothermal Energy area

Kamojang

B. Perhitungan Nilai Energi dan Eksergi pada Plant

Setelah memberikan state pada Process Flow Diagram

(PFD), kemudian dilakukan perhitungan nilai energi dan

eksergi dengan menggunakan persamaan.

Untuk rumus energi rate (kW) [5]:

𝐸 𝑛 = 𝑚 . (h-ho) (11)

Untuk rumus eksergi rate (kW):

𝐸 𝑘 = 𝑚 . (ℎ − ℎ0 − 𝑇0 (𝑠 − 𝑠0)) (12)

Dimana :

Ėn = energi rate (kW)

Ėk = eksergi rate (kW)

𝑚 = laju aliran (kg/s)

h = entalpi (kJ/kg)

h0 = entalpi lingkungan (kJ/kg)

T0 = temperatur lingkungan (°C)

s = entropi (kJ/kg.K) s0 = entropi lingkungan (kJ/kg.K)

Kemudian dihitung nilai eksergi loss pada setiap unit

dengan persamaan :[5]

𝐸𝑘𝑙𝑜𝑠𝑠 = 𝐸 𝑘𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 −𝐸 𝑘𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 (13)

Dimana :

Ekloss = eksergi loss (kW)

Ėkinput = eksergi rate input (kW) Ėkoutput = eksergi rate output (kW)

Kemudian persamaan umum untuk menentukan efisiensi eksergi: [6]

𝜂𝑒𝑘 = 𝜂𝑒𝑘 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡

𝜂𝑒𝑘 𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 × 100% (14)

Sedangkan untuk perhitungan efisiensi eksergi overall dapat

diperoleh dengan persamaan :

𝜂𝑜𝑣𝑒𝑟𝑎𝑙𝑙 =𝑊𝑛𝑒𝑡𝑡

𝐸 𝑘1 (15)

Dimana :

𝑊𝑛𝑒𝑡𝑡 = daya listrik bersih yang dihasilkan PLTP

(kW) Ėk1 = eksergi rate input (kW)

C. Pemodelan sistem plant dan Validasi

Pemodelan sistem plant pada penelitian ini dilakukan sesuai dengan persamaan berdasarkan hukum temodinamika.

Pemodelan plant dilakukan secara statis ( steady state) yaitu

untuk menentukan nilai daya listrik sesuai dengan persamaan

(7).

Pemodelan secara statik ini dilakukan menggunakan

simulasi komputasi dengan pemberian input bernilai konstan

yaitu laju aliran maksimum (𝑚 𝑚𝑎𝑥 ), tekanan wellhead (P),

tekanan kondenser (Pc), dan tekanan pada saat tidak ada laju

aliran yang mengalir (Pci). Tekanan wellhead dan kondenser

mempengaruhi nilai Δh yaitu h1-h2 serta mempengaruhi nilai

massa laju aliran steam. Validasi model dilakukan untuk data yang diperoleh pada

PT Pertamina Geothermal Energy (Daya listrik) pada bulan

Januari dan Februari 2012. Daya listrik pada bulan Januari dan

Februari 2012 berkisar antara 63 MW

D. Optimasi Daya Listrik

Optimasi yang dilakukan yaitu merupakan optimasi tanpa

menggunakan fungsi kendala (Optimization unconstrain).

Optimasi daya listrik dengan metode derivatif merupakan

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6

4

metode pencarian titik optimum dengan menggunakan

simulasi komputasi.

Optimasi daya listrik dilakukan dengan menentukan

temperatur separator, temperatur kondenser dan tekanan pada

wellhead yang optimum. Fungsi objektif pada optimasi daya

listrik sesuai dengan persamaan (7).

Penentuan Temperatur Optimum pada Separator

Sesuai dengan fungsi objektif pada persamaan (7),

temperatur pada separator berpengaruh terhadap X2 (kualitas

steam). Optimasi dilakukan dengan memberikan nilai konstan

dari massa laju aliran (𝑚 ) yaitu sebesar 119,5 kg/s , nilai dari

T1 (Twellhead) sebesar 193°C dan nilai dari temperatur

kondenser yaitu sebesar 50°C. Nilai-nilai tersebut diperoleh dari hasil data proses produksi pada bulan Februari 2012

dengan nilai efisiensi turbin yaitu sebesar 78% dan efisiensi

generator sebesar 98%.

Untuk mengetahui apakah temperatur separator menentukan

daya listrik yang optimum, maka dihitung nilai temperatur

untuk berbagai variasi temperatur separator. Hasil perhitungan

dinyatakan dalam bentuk grafik.

Penentuan Temperatur Optimum pada Kondenser

Pada persamaan (7 ) yang merupakan fungsi objektif dalam

optimasi daya listrik, temperatur pada kondenser berpengaruh

pada Δh pada turbin (selisih antara entalpi masukan turbin dan

keluaran turbin). Kemudian nilai yang dibuat konstan yaitu massa laju aliran 119,5 kg/s, nilai dari T1 (Twellhead) sebesar

193°C dan nilai dari temperatur separator yaitu sebesar 183°C.

Nilai tersebut diperoleh dari hasil rata-rata pada bulan

Februari 2012. Efisiensi turbin yang digunakan sama dengan

penentuan temperatur optimum pada separator.

Setelah itu dilakukan ploting antara temperatur kondenser

dengan daya listrik. Variasi temperatur kondenser yaitu antara

40°C-60°C.

Penentuan Tekanan Optimum pada Wellhead Tekanan wellhead merupakan tekanan saat sebelum uap

masuk ke dalam separator. Tekanan optimum pada wellhead dapat diperoleh dengan menggunakan simulasi komputasi.

Setelah dilakukan optimasi, tekanan wellhead optimum yang

diperoleh dapat digunakan yaitu dengan mengatur bukaan

throttle valve.

Sesuai dengan data yang diperoleh pada PT Pertamina

Geothermal Energy area Kamojang nilai tekanan kondenser

(Pc) bernilai konstan yaitu Pc= 0,1162 bar. Sehingga dapat

diperoleh nilai h7 (entalpi pada keluaran dari kondenser

menuju cooling tower) yaitu sebesar 2588,8 kJ/kg dan nilai h6

(entalpi pada keluaran dari kondenser menuju drain) yaitu

sebesar 201,4083 kJ/kg (berdasarkan tabel termodinamika).

Nilai efisiensi generator yaitu sebesar ηgenerator = 98%. Nilai ini diperoleh dari hasil rata-rata bulan Februari 2012.

Untuk nilai 𝑚 𝑚𝑎𝑥 (massa laju aliran maksimum) yang

diperoleh berdasarkan data yaitu sebesar 161,72 kg/s dan nilai

dari Pci (tekanan pada saat tidak ada laju aliran) yaitu sebesar

18,75 bar. Nilai 𝑚 𝑚𝑎𝑥 dan Pci digunakan untuk perhitungan

massa laju aliran (m tot ) dengan persamaan sebagai berikut

:[4]

𝑚 = 𝑚 𝑚𝑎𝑥 1 − (𝑃

𝑃𝑐𝑖)2 (16)

Optimasi dilakukan dengan menggunakan nilai h2 dengan

fungsi P (Tekanan Wellhead) dengan persamaan yaitu :

h2 = 0,0000035P5 − 0,00046P4 + 0,025P3 − 0,76P2

+ 13P + 2700 (17)

Dan nilai s2 didapatkan berdasarkan fungsi P pula.

Persamaan yang diperoleh yaitu adalah :

s2 = −0,000014P3 + 0,0013P2– 0,053P + 7 (18)

Kedua persamaan tersebut diperoleh dengan mencari

persamaan antara nilai entalpi dengan tekanan serta entropi

dengan tekanan sesuai dengan tabel termodinamika.

IV. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

A. Perhitungan Nilai Energi dan Eksergi Plant

Berikut merupakan data yang diperoleh di PT Pertamina

Geothermal area Kamojang pada bulan Februari 2012. Data

ini digunakan untuk perhitungan energi dan eksergi sesuai

dengan state yang diberikan seperti pada gambar 2.

Tabel. 1. Data yang diperlukan untuk perhitungan energi dan eksergi

State

ke-

T (°C)

P (bar)

m (kg/s)

0 17 0,7038 -

1 192,90 12,7795 119,48

2 183,83 10,2344 119,48

3 184,24 10,2344 119,46

4 183,09 10,1278 119,14

5 52,013 0,1128 119,14

6 50,190 0,1162 20,25

7 24,780 - 2089,41

8 184,24 10,2271 0,0168

Tabel. 2. Hasil perhitungan energi dan eksergi rate

State

ke-

𝐸 𝑛 (kW)

𝐸 𝑘 (kW)

0 324680,305 312013,9025

1 323840,22 311029,581

2 323767,6596 310967,4011

3 322793,1504 310010,9772

4 300740,3364 284958,5754

5 2810,093227 2653,08577

6 68098,05072 64048,77414

7 11,9393232 11,3881152

8 324680,305 312013,9025

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6

5

Dengan hasil perhitungan nilai eksergi rate maka dapat

ditentukan nilai eksergi loss dan efisiensi eksergi. Hasil yang

diperoleh ditampilkan pada tabel 3.

Sesuai dengan tabel 3, dapat dilihat eksergi loss pada

separator dan demister yaitu sebesar 50,792 kW dan

956,42392 kW sedangkan untuk efisiensi eksergi dari

separator dan demister cukup tinggi hampir mendekati 100

%. Eksergi loss pada separator dan demister dapat terjadi

akibat dari berbagai hal yaitu seperti terjadinya kerusakan pada sambungan di dalam separator yang menyebabkan heat

loss dan kondensasi uap. Pipa yang mengalami korosi juga

dapat menjadi penyebab terjadinya eksergi loss Selain itu

pada komponen drain yang tidak berfungsi semestinya juga

dapat menyebabkan eksergi loss.

Tabel. 3. Nilai dari eksergi loss dan efisiensi eksergi dari setiap unit

Eksergi Loss (kW)

Efisiensi Eksergi

Separator 50,79 Separator 99,99 %

Demister 956,423 Demister 99,66 %

Turbin 25052,40 Turbin 20,49 %

Kondenser 346354,26 Kondenser 0,75 %

Selain itu, dapat dilihat pada tabel 3 nilai eksergi loss

paling besar yaitu terdapat pada turbin dan kondenser. Selain

itu pada turbin dan kondenser memiliki efisiensi eksergi yang

lebih kecil yaitu sebesar 20,5% untuk turbin dan kondenser

0,76 %. Pada turbin, eksergi loss ini dapat terjadi dikarenakan adanya kerugian gesekan terhadap uap yang masuk ke turbin

dan kebocoran pada bagian dalam turbin. Selain itu, dapat juga

dipengaruhi akibat dari bukaan valve yang tidak sesuai.

Untuk kondenser efisiensi yang rendah dapat dipengaruhi

panas yang hilang ke lingkungan melalui proses konduksi dan

turbulensi serta penyumbatan yang mungkin terjadi pada

nozzle sebagai efek dari penyemprotan.

Kemudian dapat dihitung efisiensi eksergi overall dari

PLTP PT PGE area Kamojang sebagai berikut :

𝑊 𝑛𝑒𝑡𝑡 = 63530,6 − 2000

𝜂𝑜𝑣𝑒𝑟𝑎𝑙𝑙 =61530,6

311967,4829× 100%

𝜂𝑜𝑣𝑒𝑟𝑎𝑙𝑙 = 19,7205%

B. Validasi Model

Validasi model dilakukan untuk melihat kebenaran dari

persamaan yang digunakan apakah sesuai atau tidak dengan

kondisi real plant-nya. Pada tabel 4 dan tabel 5 menunjukkan

perbandingan hasil dari pemodelan daya listrik sesuai dengan

persamaan termodinamika. Validasi dilakukan 2 bulan yaitu

bulan Januari dan bulan Februari 2012.

Dapat dilihat pada tabel 4 dan tabel 5 di atas nilai daya

listrik yang dihasilkan dengan menggunakan simulasi sudah

cukup baik. Selain itu error yang dihasilkan cukup kecil. Hal

ini sesuai dengan perhitungan RMSE (Root Mean Square

Error) pada bulan Januari 2012 yaitu sebesar 1,784043 dan

pada bulan Februari 2012 yaitu sebesar 0,847175.

Tabel. 4. Validasi pemodelan pada bulan Januari 2012

Bulan Januari

2012

Wreal

(MW)

Wpemodelan

(MW)

Minggu ke -1 63,627 61,030

Minggu ke -2 63,58058 61,598

Minggu ke-3 63,56979 62,246 Minggu ke-4 63,57317 63,022

Tabel. 5. Validasi pemodelan pada bulan Februari 2012

Bulan Februari

2012

Wreal

(MW)

Wpemodelan

(MW)

Minggu ke-1 63,56072 63,106

Minggu ke-2 63,5016 63,822

Minggu ke-3 63,53784 64,277

Minggu ke-4 63,52248 64,942

C. Optimasi Daya listrik

Optimasi dilakukan dengan menentukan temperatur

separator optimum, temperatur kondenser optimum, dan

tekanan wellhead optimum.

Penentuan Temperatur Optimum pada Separator dan

Kondenser

Perhitungan untuk temperatur separator dengan daya listrik

ditunjukkan pada gambar 4. Sedangkan untuk hasil temperatur

kondenser ditunjukkan pada gambar 5.

Gambar. 4. Hasil ploting Ts dengan Wt

Dari kedua hasil ploting di atas (gambar 4 dan gambar 5)

dapat diperoleh kesimpulan yaitu daya listrik optimum tidak

dapat diperoleh dengan meninjau nilai temperatur separator

dan kondenser. Hal ini, dapat disebabkan jenis uap di

Kamojang merupakan uap kering dengan kualitas hampir

mendekati 1 yaitu sebesar 0.9989. Dengan kualitas uap

mendekati satu , maka proses konversi temodinamika termal merupakan jenis dry-steam system.

170 175 180 185 190 195 2006

6.1

6.2

6.3

6.4

6.5

6.6

6.7

6.8

6.9x 10

4

Temperature Separator (C)

Ele

ctr

ic P

ow

er

(KW

)

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6

6

Gambar. 5. Hasil ploting antara Tc dengan Wt

Penentuan Tekanan Optimum pada Wellhead

Hasil ploting antara tekanan wellhead dengan daya listrik

dapat dilihat pada gambar 6.

Gambar. 6. Hasil Ploting antara Wt dengan P wellhead

Dengan menggunakan optimasi tanpa fungsi kendala,

dilakukan penurunan fungsi objektif (persamaan 4) sebanyak

2 kali. Kemudian dari akar pemfaktoran pembuat akar

nolpersamaan tersebut dapat diperoleh nilai rentang operasi

yang diinginkan. Dari tujuh akar pemfaktoran yang diperoleh,

dipilih yang sesuai dengan grafik hasil ploting pada gambar 6

yaitu pada rentang 5,9124 < P < 9,74 bar dengan rentang daya

listrik optimum sebesar 71,013 MW- 72,302 MW. Kemudian sesuai dengan gambar 6 dengan

menggunakan simulasi, nilai tekanan wellhead maksimum

didapatkan saat P = 7,5867 bar dan nilai Wt optimum =72,302

MW. Di PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang

tekanan wellhead umumnya berkisar antara 10-13 bar. Dengan

demikian optimasi daya listrik dengan menentukan tekanan

optimum pada wellhead dapat dilakukan yaitu dengan

pengaturan pada throttle valve.

D. Perhitungan Ulang Efisiensi Eksergi Overall

Kemudian dilakukan perhitungan ulang efisiensi eksergi

keseluruhan. Perhitungan dilakukan sesuai dengan persamaan

(15) yaitu :

𝜂𝑜𝑣𝑒𝑟𝑎𝑙𝑙 =70302

312013,9025× 100%

𝜂𝑜𝑣𝑒𝑟𝑎𝑙𝑙 = 22,53 %

Perhitungan efisiensi eksergi overall dengan menggunakan

tekanan optimum mengalami kenaikan yaitu dari 19,7205%

menjadi 22,53%. Kenaikan yang terjadi yaitu sekitar 2,8 %.

V. KESIMPULAN

Berikut ini kesimpulan yang dapat diambil dalam penelitian

ini, yaitu sebagai berikut:

• Nilai eksergi loss dengan nilai terbesar terdapat pada

turbin dengan nilai 25052,401 kW dan kondenser sebesar 346354,263 kW.

• Kondisi operasi proses di separator dan kondenser pada

PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang tidak

dapat digunakan untuk menentukan daya listrik

optimum

• Kondisi operasi proses yang dapat menentukan daya

listrik optimum pada PT Pertamina Geothermal Energy

area Kamojang dengan jenis single-flash system yaitu

adalah tekanan pada wellhead

• Rentang operasi tekanan wellhead optimum yang

diperoleh yaitu antara 5,9124 bar - 9,74 bar dengan rentang daya listrik optimum antara 71,013 MW-

72,302 MW.

• Perhitungan efisiensi eksergi overall dengan

menggunakan daya listrik optimum mengalami

kenaikan yaitu sebesar 2,8%.

UCAPAN TERIMA KASIH

“Penulis E.db mengucapkan terima kasih kepada PT

Pertamina Geothermal Energy area, Kamojang Jawa Barat

khususnya kepada Bapak Roy Bandoro Swandaru atas

bimbingannya dalam pengerjaan penelitian ini. Serta kepada

Bapak Faiq, Bapak Dede, dan Bapak Jito atas kesempatannya dalam pengambilan data selama penelitian berlangsung ”.

DAFTAR PUSTAKA [1] SNI 13-5012-1998“,Klasifikasi Potensi Energi Panas Bumi di

Indonesia”. Badan Standardisasi Nasional-Bs.

[2] Siregar Hasoloan, Parlindungan H.. “Optimization Of Electrical Power

Production Process For The Sibayak Geothermal Field, Indonesia”. The

United United Nation University, Reykjavík, Iceland. 2004

[3] Swandaru, R. B, “Thermodynamic Analysis of Preliminary Design of

Power Plant Unit I Patuha, West Java, Indonesia” Report of the United

Nations University Geothermal Training Pr ogramme, Reykjavik,

Iceland (2006). [4] DiPippo, Ronald, “Geothermal power plants: principles, appications and

case studies,” Elsevier Advanced Technology. The Boulevard,

Langford Lane, Kidlington, Oxford OX5 IGB. UK. (2006) 85–161 [5] Kwambai, C. B., “Exergy analysis of Olkaria I power plant, Kenya”

Report of United Nations University Geothermal Training Programme,

Reykjavik, Iceland.(2005)

[6] YILDIRIM ÖZCAN, Nurdan, “Modeling, Simulation And Optimization

Of Flashed-Steam Geothermal Power Plants From The Point Of View

Of Noncondensable Gas Removal Systems” M.Sc. Thesis, Department

of Mechanical and Industrial Engineering University of Iceland.(2010)

[7] Moran, J Michael. Shapiro, N Howard., ”Fundamentals of Engineering

Thermodynamics” Wiley. England.2006

40 45 50 55 60 655.6

5.8

6

6.2

6.4

6.6

6.8

7x 10

4

Temperature Condenser (C)

Ele

ctr

ic P

ow

er

(KW

)