Training Manual Renewable Energy_Green PNPM-DANIDA

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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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

Training Manual Renewable Energy_Green PNPM-DANIDA

Documents

Transcript of Training Manual Renewable Energy_Green PNPM-DANIDA