1. Tanaman Kelapa Sawit dan Jarak Pagar.
Tanaman Kelapa Sawit.
Tanaman Kelapa Sawit (Elaeis guineensis) termasuk ke dalam famili Palmae dan sub-kelas Monocotyledoneae. Spesies lain dari genus Elaeis adalah (E. melanococca) yang dikenal sebagai kelapa sawit Amerika Latin. Beberapa varietas unggul yang ditanam adalah : Dura, Pisifera dan Tenera. Tanaman Kelapa Sawit merupakan salah satu sumber minyak nabati dan saat ini menjadi komuditas utama dan unggulan Indonesia. Pohon Kelapa Sawit berbentuk silinder dengan diameter sekitar 20–75 cm. Tingginya bertambah sekitar 45 - 100 cm per tahun. Buah terkumpul di dalam tandan, dalam satu tandan terdapat sekitar 1.600 buah. Tanaman normal akan menghasilkan 20–22 tandan per tahun. Jumlah tandan buah pada tanaman tua sekitar 12–14 tandan per tahun. Berat setiap tandan sekitar 25–35 kg. Secara anatomi buah kelapa sawit tersusun dari pericarp atau daging buah dan biji. Pericarp terdiri dari kulit luar buah yang keras dan licin dan mesokarp, yaitu bagian daging buah yang berserabut. Mesokarp merupakan bagian yang mengandung minyak dengan rendemen paling tinggi. Sedangkan biji Kelapa Sawit tersusun dari endokarp (tempurung) yang merupakan lapisan keras dan berwarna hitam, dan endosperm (kernel) yang berwarna putih. Kernel akan menghasilkan minyak inti atau palm kernel oil.
Karakteristik minyak kelapa sawit:
Karakteristik Satuan Nilai
Warna - Kuning jingga sampai kemerah-merahan.
Asam lemak bebas % bobot maksimum 5,00
Kadar kotoran % bobot maksimum 0,05
Kadar air % bobot maksimum 0,45
Free Fatty Acids % 2,5 - 4,2
Iodine value mg/gr 52 - 54
Moisture % 0,1
Carotene ppm 297 - 313
Tocopherol ppm 386 - 794
Cu - Trace
Fe - Trace
Dobi (Deterioration of Bleachibility Index) 2,3 – 2,4
Tanaman Jarak Pagar.
Tanaman Jarak Pagar (Jatropha Curcas Linn) berasal dari daerah tropis Amerika Tengah. Tanaman ini banyak dijumpai sebagai pagar pekarangan. Biji tanaman Jarak Pagar mengandung persentase minyak yang besar, sehingga mulai dilirik orang untuk digunakan sebagai sumber bahan bakar alternatif dimasa yang akan datang. Dengan memperhatikan potensial tanaman Jarak Pagar yang mudah tumbuh pada lahan kritis serta dapat dikembangkan sebagai bahan penghasil BBM alternatif (Biodiesel), tentunya tanaman ini akan memberikan harapan baru pada pengembangan agribisnis, disamping untuk menunjang usaha konservasi lahan.
Jarak Pagar merupakan tanaman semak yang tumbuh cepat dengan ketinggian mencapai 3-5 meter, tahan kekeringan dan dapat tumbuh di tempat bercurah hujan 200 milimeter per tahun hingga 1.500 milimeter per tahun. Batang kayu slindris, bila terluka mengeluarkan getah
Daun lebar, berbentuk jantung atau bulat telur melebar dengan panjang 5 – 15 cm. Bunga berwarna kuning kehujauan, berupa bunga menjemuk berbentuk malai, berumah satu. Buahnya berbentuk bulat, diameter 2 – 4 cm, berwarna hijau ketika masih muda dan kuning setelah masak , terbagi menjadi 3 bagian, masing-masing ruang berisi 1 biji. Biji berbenetuk bulat lonjong, panjang 2 cm, lebar 1 cm, warna kulit biji coklat kehitaman dan warna bijinya putih kecoklatan. Jarak Pagar hampir tidak memiliki hama karena sebagian besar bagian tubuhnya beracun. Tanaman ini mulai berbuah setelah berusia lima bulan dan mencapai produktivitas penuh pada usia lima tahun. Buahnya elips dengan panjang satu inci, memiliki dua hingga tiga biji. Umur tanaman ini bisa mencapai 50 tahun. Pohon Jarak Pagar bisa menghasilkan biji 12 ton/Ha/tahun. Dengan rendemen 35%, minyak jarak yang dihasilkan mencapai 4,3 ton/Ha/tahun atau 4,8 kiloliter/Ha/tahun.
Sifat fisik minyak jarak pagar:
Sifat fisik Satuan Nilai
Titik Pembakaran oC 236
Densitas pada 15oC g.cm3 0,9177
Viskositas paada 30oC nm2/s 49,15
Sisa Karbon % (m/m) 0,34
Kadar sulfur ppm <1
Bilangan asam Mg KOH/g 4,75
Bilangan iod - 96,5
2. Biodiesel dari Kelapa Sawit dan Jarak Pagar.
Dalam rangka menjamin keamanan pasokan energi dalam negeri, telah dikeluarkan Peraturan Presiden RI tentang Kebijakan Energi Nasional No. 5 Tahun 2006. Dalam Perpres tersebut antara lain disebutkan bahwa penyediaan biofuel pada tahun 2025 minimal 5% dari kebutuhan energi nasional. Untuk menyiapkan penyediaan biofuel ini, telah dikeluarkan Instruksi Presiden No. 1 Tahun 2006 yang menugaskan Menteri Pertanian untuk: (1) mendorong penyediaan tanaman bahan bakar nabati (biofuel), (2) melakukan penyuluhan pengembangan tanaman bahan baku bahan bakar nabati, (3) memfasilitisasi penyediaan benih dan bibit tanaman bahan baku bahan bakar nabati dan (4) mengintegrasikan kegiatan pengembangan dan kegiatan pasca panen tanaman bahan baku bahan bakar nabati.
Dari beberapa komoditi pertanian yang telah siap untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif adalah tanaman kelapa sawit dan jarak pagar (untuk substitusi biodiesel). Untuk minyak kelapa sawit, penyediaan sebagai substitusi solar relatif tersedia, namun perlu pengalokasian yang lebih optimal terutama untuk memenuhi kebutuhan minyak makan dalam negeri, penyediaan eskpor dan penyediaan untuk substitusi solar. Untuk jarak pagar pengembangannya tahun 2006 masih terbatas dengan bahan tanaman yang digunakan berasal dari bahan tanaman yang belum teruji. Saat ini telah dilepas klon unggul jarak pagar meskipun dalam jumlah terbatas.
Keuntungan penggunaan biodiesel:
- Angka Setana tinggi, yakni angka yang menunjukan ukuran baik tidaknya kualitas Solar berdasarkan sifaf kecepatan bakar dalam ruang bakar mesin. Semakin tinggi bilangan Setana, semakin cepat pembakaran semakin baik efisiensi termodinamisnya.
- Titik kilat tinggi, yakni temperatur terendah yang dapat menyebabkan uap Biodiesel menyala, sehingga Biodiesel lebih aman dari bahaya kebakaran pada saat disimpan maupun pada saat didistribusikan dari pada solar.
- Tidak mengandung sulfur dan benzene yang mempunyai sifat karsinogen, serta dapat diuraikan secara alami.
- Menambah pelumasan mesin yang lebih baik daripada solar sehingga akan memperpanjang umur pemakaian mesin.
- Dapat dengan mudah dicampur dengan solar biasa dalam berbagai komposisi dan tidak memerlukan modifikasi mesin apapun.
- Mengurangi asap hitam dari gas asap buang mesin diesel secara signifikan walaupun penambahan hanya 5% - 10% volume biodiesel kedalam solar
Penyediaan Bahan Baku dan Kebutuhan Lahan.
Konsumsi minyak solar di Indonesia tahun 2005 rata-rata per tahun mencapai 70.000 kilo liter per hari atau setara dengan 26 juta kilo liter per tahun. Pada kondisi konsumsi seperti demikian padahal produksi minyak solar dalam negeri tidak mencapai 13 juta kilo liter per tahun, sehingga diperlukan impor minyak solar lebih dari 13 juta kilo liter. Mengingat konsumsi minyak solar, khususnya pada sektor transportasi yang terus meningkat, maka diperkirakan volume impor minyak solar ini akan terus meningkat bila tidak diambil kebijakan penganekaragaman atau diversifikasi bahan bakar pengganti minyak solar, seperti biodiesel maupun pencairan batubara.
Untuk memilih jenis minyak nabati yang akan digunakan sebagai bahan baku biodiesel ada beberapa kriteria yang harus dipenuhi, yaitu :
a. Tanaman tersebut merupakan kekayaan hayati asli negara yang bersangkutan.
b. Dapat dibudidayakan dengan mudah di negara tersebut.
c. Pemanfaatan minyak tersebut sebagai bahan baku tidak menyebabkan terjadinya konflik dengan penyediaan untuk kebutuhan pangan dan produk-produk penting lainnya.
Penyediaan Kelapa Sawit untuk Biodiesel.
a. Dalam jangka pendek, penyediaan CPO untuk biofuel dipenuhi dari sebagian alokasi ekspor CPO. Kondisi ini memungkinkan kalau harga CPO untuk biodiesel lebih tinggi dari harga ekspor, yaitu harga solar tanpa subsidi atau subsidi yang berlaku saat ini untuk BBM juga dikenakan untuk biofuel (kebijakan ini sebagai salah satu indikasi pemerintah dalam upaya pelestarian fungsi lingkungan hidup).
b. Dalam jangka menengah dan panjang mengembangkan kebun khusus (dedicated area) sebagai kebun energi. Upaya ini sangat memungkinkan terutama dengan memanfaatkan ijin usaha perkebunan (IUP) yang telah dikeluarkan tetapi belum dimanfaatkan. Sebagai informasi, selama periode 2000-2005, telah dikeluarkan IUP Pusat maupun daerah dengan luasan lebih dari 2 juta ha.
c. Penyediaan benih kelapa sawit relatif tersedia terutama dari produsien benih di dalam negeri. Dari 7 (tujuh) produsen benih (PPKS Medan, PT. Socfin, PT. Lonsum, PT. Dami Mas, PT. Tunggal Yunus, PT. Bina Sawit Makmur dan PT. Tania Selatan), mampu menyediakan bahan tanaman kelapa sawit unggul sebanyak 147 juta benih setahun atau setara dengan pengembangan tanaman seluas 700 ribu ha.
d. Pada tahap awal, penggunaan CPO untuk biofuel diarahkan pada lokasi kebun-kebun kelapa sawit di daerah remote dengan pembangunan biodiesel plant skala kecil (kapasitas 20 ton/hari biaya investasi sekitar Rp. 15 milyar) yasng digunakan untuk kebutuhan energi pabrik kelapa sawit (PKS) dan perkebunan kelapa sawit serta kebuthan masyarakat sekitar. Untuk dedicated area ataupun daerah sentra penghasil CPO besar, dapat dikembangkan biodiesel plant skala besar.
e. Berdasarkan pengamatan industri minyak kelapa sawit di seluruh Indonesia diperkirakan seluruh jenis kelapa sawit di Indonesia diharapkan dapat dipakai sebagai bahan baku industri biodiesel. Mengingat CPO saat ini telah mempunyai pasar sendiri yaitu untuk pembuatan minyak goreng, maka CPO sebagai bahan baku biofuel harus dari hasil areal kelapa sawit baru. Luas areal Kelapa Sawit di Indonesia tahun 2004 menunjukkan angka 5,24 Juta Hektare, dimana Sumatera sebesar 4,19 juta Hektare dan Kalimantan seluas 1,050 Juta Hektare. Berbagai pihak mengharapkan pembukaan areal kelapa sawit adalah dengan memanfaatkan lahan kritis yang cukup luas di Indonesia, misalnya di Kalimantan Timur luas lahan kritis mencapai 6,4 Juta hektare.
f. Kapasitas produksi setiap lahan Kelapa Sawit berbeda,1 hektare kebun sawit di Sumatera per tahun (124 ton Tandan Buah Segar) mampu menghasilkan biodiesel sebanyak 1,5 – 2,3 kilo liter per tahun, dan di Kalimantan hanya mencapai sekitar 1,2 - 1,7 kilo liter per tahun. Pada tahun 2004 produksi CPO di Sumatera mencapai 9,89 juta Ton, dan Kalimantan sebesar 1,51 Juta Ton, dengan produksi CPO rata-rata di Indonesia sebesar 2,176 ton per Hektare.
Penyediaan Jarak Pagar untuk Biodiesel.
- Berdasarkan kriteria tersebut, tanaman yang potensial dikembangkan untuk bahan baku biodiesel di Indonesia adalah jarak pagar. Karenanya untuk menjamin pasokan bahan baku bagi upaya pengembangan biodiesel di Indonesia maka upaya budidaya tanaman jarak pagar skala besar harus segera dilakukan.
- Pengembangan jarak pagar sebagai sumber energi alternatif dilakukan dengan prinsip kehati-hatian, dalam arti pengembangan dalam skala besar dilakukan setelah tersedia kesiapan pengembangan, terutama dari aspek bahan tanaman, teknologi budidaya serta kepastian teknologi pemanfaatan dan pemasarannya.
- Setelah dilakukan identifikasi dan seleksi terhadap jarak pagar, pada tanggal 16 Julin 2006 telah dilepas 3 komposit benih unggul jarak pagar yang berasal dari kebun perercobaan Pakuwon (untuk wilayah Basah), Asem Bagus (untuk wilayah Kering) dan Mukti Harjo (untuk wilayah Sedang). Benih tersebut telah didistribusikan kepada 14 propinsi untuk dikembangkan sebagai kebun induk masing-masing 10 ha. Dengan demikian, mulai tahun 2007 telah tersedia bahan tanaman anjuran yang dapat digunakan untuk pengembangan tanaman. Pengembangan tanaman yang dilakukan oleh masyarakat saat ini masih menggunakan bahan tanaman yang belum teruji.
- Beberapa perusahaan dan kelompok masyarakat telah mulai melakukan penanaman jarak pagar walaupun masih dalam luasan yang terbatas berkisar antara 1 - 100 ha. Sementara untuk mengembangkan biodiesel dari jarak pagar dibutuhkan kontinuitas pasokan bahan baku biji jarak pagar dalam jumlah besar. Selayaknya komersialisasi penanaman jarak pagar harus dilakukan dalam skala besar. Sebagai gambaran, penanaman jarak pagar seluas 1 juta ha mampu menghasilkan biodiesel sebanyak 25.000 barrel/hari.
- Wilayah pengembangan jarak pagar diutamakan di kawasan timur Indonesia, yaitu NTB, NTT, Sulawesi, Papua, sebagian Jawa dan kawasan barat Indonesia sepanjang wilayah tersebut memungkinkan untuk pengembangan jarak pagar.
3. Energy Security vs Food Security.
Ada beberapa keuntungan bagi Indonesia dengan melakukan pengembangan biodiesel, antara lain:
a. Membantu meringankan Pemerintah dalam mengurangi impor migas dalam rangka memenuhi kebutuhan bahan bakar dalam negeri.
b. Mengembangkan sektor Agrobisnis sekaligus memberikan nilai tambah bagi komoditas CPO, termasuk pengembangan usaha industri yang terkait.
c. Sangat dimungkinkan di masa mendatang biodiesel menjadi salah satu komoditas ekspor Indonesia.
Tetapi rencana pemerintah memasukkan biodiesel kedalam kebijakan penghematan energi nasional agaknya terganjal kenaikan harga CPO (crude palm oil) yang melambung tinggi, karena pasokan CPO dunia semakin menipis. Selama ini CPO atau kelapa sawit merupakan bahan utama minyak goreng dan produk-produk turunan lainnya. Tarik menarik bahan baku untuk kebutuhan pangan dengan pengembangan energi alternatif sebenarnya bukan barang baru. Berbagai penelitian energi alternatif, justru menjatuhkan pilihan menggunakan bahan baku pangan yang merupakan konsumsi sehari-hari. Tidak hanya Indonesia, negara-negara Eropa dan Amerika Serikat juga mengembangkan biodiesel berbahan CPO. Tak urung lagi, kebutuhan dan harga CPO dunia melonjak dan berimbas di dalam negeri. Harga biodiesel bersumber pada CPO (crude palm oil) tidak akan kompetitif dibanding harga BBM, jika harga CPO dunia terus naik.
Untuk itu pemasalan produksi biodiesel diupayakan dari tanaman bukan bahan pangan agar tidak terjadi kontradiksi antara energy security terhadap food security. Kini, tengah diupayakan mengganti CPO dengan tanaman Jarak Pagar.
-)0(-
Sumber bacaan:
- Badan Standarisasi Nasional RI, “Standar Nasional Indonesia SNI 01-2901-1992”.
- PT Kreatif Energi Indonesia, “Term of Refenrence (TOR): Penggunaan bahan bakar minyak nabati sebagain BBM alternatif pengganti BBM Solar industri”.
- Dr, Ir. Erliza Hambali, “Prospek pengembangan tanaman jarak pagar untuk biodiesel dan produk turunan lainnya”.
- BEI News, “Biodiesel, Alternatif pendamping solar”, Edisi 12 Tahun IV, Desember 2002 – Januari 2003.
- Ir, Alhilal Hamdi, “Akhir zaman minyak (bumi murah)”, Kompas 11 Agustus 2005.
- “Biodiesel: The alternative fuel for today”, www.biodieselnow.com.
- Yuli Setyo Indartono, “Mengenal biodiesel: karakteristik, produksi hingga performasi mesin”, www.beritaiptek.com, 31 Juli 2006.
- Endang Suarna, “Analisis pemanfaatan biodiesel terhadap sistem penyediaan energi”.
- Dr. Tirto Prakoso dan Achmad Nuzulis Hidayat, “Potensi biodiesel Indonesia”.
- Melanie Cornelia, “Telaah tentang kemungkinan memproduksi biodiesel dari minyak jarak pagar sebagai bahan pengganti automotive diesel oil”.
- “Suplai bahan baku biodiesel terkendala”, www.technologyindonesia.com.
- “Biodiesel”, www.sentrapolimer.com.
- “Bahan bakar bio, masa depan Indonesia”, www.bppt.go.id.
- “Minyak jarak sebagai bbm alternatif”, www.bppt.go.id.
- “BBM itu bisa dari singkong, minyak jarak atau kelapa sawit”, www.bppt.go.id.
- “Perkembangan perkelapawawitan”, www.deptan.go.id.
- Martini Rahayu, “Teknologi proses produksi biodiesel”.
- “Perkembangan program aksi energi alternatif: Pengembangan jarak pagar”, www.deptan.go.id.
I. PENDAHULUAN
Umur layanan kabel listrik berisolasi bahan polyolefine sangat dipengaruhi oleh kondisi atau kualitas isolasinya. Kualitas isolasi kabel dipengaruhi banyak faktor, berawal dari proses pabrikasinya, penanganan pasca produksi, instalasi sampai dengan kondisi selama pengoperasiannya. Kerusakan kabel tegangan tinggi umumnya karena kegagalan isolasinya dalam menjalankan fungsi sebagai isolasi tegangan tinggi. Kegagalan isolasi ini biasanya diawali oleh gejala pelepasan muatan sebagian (Partial Discharge). Pelepasan sebagian ini akibat adanya rongga dalam bahan isolasi, dan kondisi semakin buruk karena rongga tersebut terisi bahan kontaminan, misal gas atau cairan, yang mempunyai kuat dielektrik lebih rendah dari bahan isolasi polyolefine. Sering terjadi zat cair merembes ke dalam rongga-rongga bahan isolasi tersebut. Efek kerusakan fisik isolasi yang disebabkan kandungan cairan dalam isolasi berbentuk seperti pohon bercabang-cabang. Bentuk ini dikenal dengan sebutan “Pohon air” (Water tree).
II. PEMOHONAN AIR DALAM KABEL. [1][2][7]
Pohon air merupakan salah satu penyebab utama penuaan awal dan kegagalan operasi kabel berisolasi bahan polyolefine, misalnya PE atau XLPE. Pohon air ini terjadi bila zat cair merembes ke rongga-rongga yang ada dalam isolasi kabel tersebut.
Struktur pohon air dibagi menjadi dua jenis, yaitu:
(a) Bow tie tree.
Bow tie tree ini ditemukan di badan bahan isolasi dan bila sendirian tidak akan menyebabkan kerusakan kabel. Pohon air jenis ini bersifat dielektrikum. Oleh karena konsentrasi kandungan air bagian badan isolasi lebih rendah, biasanya pertumbuhan bow tie tree lebih lambat,
(b) Vented tree.
Vented tree ini berawal dari permukaan isolasi sisi konduktor atau sisi luar kabel dan terus bertumbuh ke arah badan bahan isolasi. Pada mulanya vented tree bersifat dielektrikum, tetapi jika mereka terhubung menjadi seperti “jembatan” antar kedua permukaan isolasi menjadi bersifat konduktif, dan mendorong terjadi percepatan kegagalan kabel.
Gbr. 1: Pohon-pohon air dalam isolasi.
Gbr. 2: Bentuk tipikal bow tie tree dan vented tree.
Pohon-pohon air tersebut dapat bertumbuh di dalam bahan isolasi. Pertumbuhan pohon air dipengaruhi banyak faktor, misalnya:
(a) Intensitas tegangan listrik. Kenaikkan tegangan listrik akan meningkatkan medan listrik dan tekanan terhadap bagian isolator yang mengandung pohon-pohon air. Dari data penelitan yang telah diterbitkan menunjukan bahwa pengujian dengan tegangan 3 Uo dan suhu 75 oC, kerusakan kabel terjadi rata-rata dalam waktu 6 bulan [7]. Dari kedua jenis pohon air diatas, pengaruh intensitas tegangan listrik terhadap pertumbuhan vented tree tampak lebih jelas dibandingkan pertumbuhan bow tie tree. Waktu yang dibutuhkan bagi vented tree untuk mencapai panjang tertentu akan berkurang setengahnya jika tegangan listrik mencapai dua kalinya [1].
(b) Frekuensi tegangan listrik. Hasil studi menyatakan frekuensi tinggi sebagai alat yang efektif untuk mempercepat penuaan isolasi. Morfologi pertumbuhan pohon air pun berbeda antara yang terkena frekuensi tinggi dibandingkan dengan frekuensi sistem [7]. Pertumbuhan vented tree semakin cepat seiring dengan kenaikkan frekuensi tegangan listriknya. Namun setelah mencapai orde kHz tertentu, percepatan pertumbuhannya semakin berkurang. Sedangkan untuk bow tie tree, kecepatan pertumbuhannya ditemukan semakin bertambah [1].
(c) Energi panas. Ada dua aspek pemanasan terkait dengan proses pemohonan air, yaitu gradien panas pada isolasi dan total energi panas lingkungan. Energi panas menaikkan tingkat reaksi kimia (misal oksidasi) dan tingkat rembesan air ke dalam dan/atau ke luar isolasi. Menaikkan suhu 15 oC dari 60 oC ke 75 oC, memperpendek umur kabel sekitar 30%. Sedangkan gradien panas dalam isolasi menaikkan tingkat rembesan air ke dalam isolasi. Hal ini mempercepat pengisian rongga-rongga dengan air [7]. Pada suhu diatas 50 oC, pertumbuhan kedua jenis pohon air, yaitu kerapatan maupun panjangnya, semakin bertambah. Namun pada suhu yang lebih tinggi lagi, pertumbuhan bow tie tree lebih progresif [1].
(d) Tekanan mekanis. Keberadaan kedua jenis pohon air ini terkonsentrasi pada bagian isolasi yang mengalami tekanan mekanis yang kuat. Hal itu sebagai hasil dari proses produksi maupun pemasangannya [1].
(e) Kelembaban relatif. Jika kelembaban udara disekitar isolasi naik diatas 70%, maka tingkat kerapatan kedua jenis pohon air tersebut bertambah [1].
(f) Sifat kimia zat cair. Para peneliti berpendapat bahwa jenis ion lebih berperan dalam mempercepat pertumbuhan pohon air daripada konsentrasi larutan zat cair. Penambahan ion Na+ lebih mempercepat pertumbuhan pohon air daripada menambah NaCl [7]. Penurunan tingkat keasaman zat cair akan meningkatkan pertumbuhan vented tree lebih progresif. Meskipun tidak ditemukan hubungan antara kerapatan vented tree dengan tingkat keasaman zat cair tersebut [1].
(g) Bahan aditif. Penambahan bahan-bahan aditif dapat membatasi pertumbuhan pohon-pohon air. Berdasarkan cara kerjanya, ada dua jenis bahan aditif, yaitu pertama “water scavengers” yang bekerja secara kimiawi dengan rembesan air yang masuk atau yang ada dalam bahan isolasi sehingga memperlambat pertumbuhan pohon-pohon air. Kedua “hydrophobicitas” yang ditingkatkan. Tingkat hydrophobicitas polyolefine dapat dinaikkan. Hydrophobicitas tidak bereaksi dengan air tetapi bersifat sebagai penangkal yang sangat kuat rembesan air. Hal ini sangat efektif selama masa operasional dari kabel tersebut [2].
(h) Bentuk/morfologi bahan isolasi. Morfologi bahan isolasi juga memengaruhi pertumbuhan pohon-pohon air. Pada bahan isolasi yang strukturnya bukan ikat silang, tersusun atas rantai-rantai molekul yang panjang, yang terdiri dari jutaan atom yang terhubung satu sama lain. Jika dikenai suhu tinggi akan meleleh/mencair. Sedangkan pada bahan isolasi berikat silang, misal XLPE, morfologinya berupa rantai-rantai molekul yang saling terikat satu sama lainnya sehingga tampak seperti suatu bentuk “molekul tanpa batas” dan tidak meleleh oleh kenaikan suhu. Sehingga pada bahan isolasi yang bukan ikat silang lebih rentan terhadap kenaikan suhu dan kelembaban udara yang dapat meningkatkan kecepatan pertumbuhan pohon-pohon air.
III. PERKIRAAN PERTUMBUHAN PEMOHONAN AIR
Selama beroperasi isolasi terpapar medan listrik tinggi dan dengan ditambah faktor zat cair disekitarnya dapat menyebabkan degradasi yang membentuk pemohonan air. Pemohonan air merupakan pertumbuhan dari keberadaan pohon air yang ada dalam isolasi kabel. Keberadaannya merupakan pertanda telah terjadi proses degradasi yang berbahaya yang dapat menyebabkan kegagalan isolasi. Perkiraan pertumbuhan pohon air tersebut dapat diketahui dari perilakunya dalam isolasi.
Struktur pohon air yang seperti rangkaian seri rongga-rongga berukuran mikro berisi air dengan kanal-kanal yang saling berhubungan satu dengan yang lain, menyebabkan terjadi penurunan kekuatan dielektrik bahan isolasi kabel. Secara umum, air memiliki konstanta dielektrik lebih kecil dibandingkan dengan konstanta dielektrik isolasi polimer, sehingga rongga-rongga berukuran mikro tersebut akan mendapat kuat medan yang lebih besar dari isolasi kabel, padahal kekuatannya lebih rendah. Hal ini menyebabkan rongga-rongga mengalami tembus elektris, sedangkan isolasi masih jauh dari tembus sebagian.
Dua faktor utama yang memicu pertumbuhan pohon air adalah medan listrik dan rembesan air dalam bahan isolasi kabel [3]. Maka untuk mendeteksi ada tidaknya pertumbuhan pohon-pohon air, diperlukan keberadaan mereka. Untuk faktor medan listrik dapat diadakan dengan pengenaan tegangan listrik terhadap isolasi tersebut, yaitu dengan menghubungkan bagian konduktor dan pelindung luar berbahan logam kabel. Medan listrik tinggi dalam isolasi juga dipengaruhi oleh permukaan konduktor yang tajam atau ada kontaminan konduktif.
Dari hasil simulasi yang dilakukan [4], pada berbagai macam material terlihat bahwa tegangan sangat berpengaruh terhadap proses pertumbuhan pemohonan air. Kenaikan tegangan yang diberikan pada elektroda jarum menimbulkan kuat medan yang sangat tinggi pada ujung elektroda. Kuat medan yang timbul pada ujung elektroda ini memunculkan pemohonan air. Akan tetapi kondisi dari material juga berpengaruh. Hasil simulasi menunjukkan material yang memiliki kekuatan dielektrik besar, mampu menahan kuat medan yang timbul pada ujung elektroda jarum.
Sedangkan faktor keberadaan air dapat dipenuhi dengan mencelupi kabel dalam air untuk kabel baru atau menggunakan eks kabel yang telah beroperasi.
Dalam [3] telah dilakukan pengujian untuk memperkirakan keberadaan pohon-pohon air dalam kabel tegangan tinggi. Pada kabel baru, karakteristik arus terhadap tegangan yang didapatkan dari pengujian arus searah memberikan hubungan yang linier seperti pada gambar 3.(a) dibawah ini. Linieritas mengindikasikan isolasi kabel tidak rusak dan dapat dinyatakan tidak ada pohon-pohon air. Sedangkan untuk kabel yang sudah dipakai, gambar 3.(b), menunjukkan hubungan tidak linier. Pada tegangan diatas 50 kV, ketidaklinieritasnya menjadi semakin tinggi. Hasil ini menunjukkan telah ada pemburukan kondisi isolasi kabel yang sudah dipakai yang mungkin disebabkan adanya pohon-pohon air.
Terhadap kabel yang sudah dipakai tersebut, dilakukan pengujian konduktivitas arus searah juga. Hasilnya didapatkan grafik tidak linier karakteristik arus konduktivitas terhadap waktu perluruhannya, seperti pada gambar 4. Terukurnya waktu peluruhan yang panjang mengindikasikan terjadi proses pemburukan isolasi yang mungkin disebabkan oleh pohon-pohon air di dalamnya.
IV. PERKIRAAN UMUR KABEL.
Umur kabel dipengaruhi perubahan-perubahan yang terjadi dalam isolasi kabel. Pertumbuhan pohon air dalam isolasi kabel dapat memengaruhi kualitas pelayanan kabel. Pohon-pohon air yang bertumbuh memanjang menyebabkan kekuatan tembus isolasi menurun yang pada akhirnya dapat mengurangi umur kabel. Kekuatan dielektrik isolasi berbanding terbalik dengan panjang rangkaian pohon-pohon air.
Menurut [5], konsep dasar untuk menghitung perkiraan umur kabel seperti ditampilkan pada gambar 5. Grafik karakteristik tembus isolasi digambarkan sebagai fungsi dari tegangan tembus isolasi terhadap sisa ketebalan isolasi. Sisa ketebalan isolasi merepresentasikan panjang pohon air yang ada dalam isolasi tersebut. Semakin kecil sisi ketebalan isolasi, menunjukan semakin panjang pohon air yang terbentuk. Konstanta x adalah selisih nilai sisa ketebalan isolasi saat tembus oleh tegangan uji dengan nilai sisa ketebalan isolasi saat tembus oleh tegangan kerja.
Suatu penelitian telah dilakukan untuk mengestimasi umur pakai kabel. Menurut [6], perkiraan dilakukan atas seutas kabel yang mengandung vented dan bow tie tree yang diambil dari perbaikan kabel yang mengalami tembus tegangan dalam pengoperasiannya. Kemudian kabel tersebut (selanjutnya sebagai kabel uji) dikenakan tegangan uji tembus impuls dan tegangan arus bolak-balik hingga kabel mengalami tembus lagi. Selanjutnya diasumsikan telah terjadi pertumbuhan pohon-pohon air dalam masa setelah perbaikan sampai terjadinya gangguan lagi.
Untuk menghitung perkiraan umur kabel didasarkan atas hubungan antara panjang maksimum dan kuat tembus dari pohon-pohon air. Yaitu panjang maksimum pohon air memengaruhi kuat tembus kabel dan panjang maksimum pohon air juga memengaruhi umur kabel. Dari hubungan kedua besaran tersebut dihasilkan persamaan yang menggambarkan hubungan antara kuat tembus dan sisa umur kabel.
Hubungan antara panjang pohon air maksimum dengan waktu penuaan ditunjukkan dalam grafik gambar 6 berikut ini, yaitu perubahan panjang maksimum pohon-pohon air (vented tree dan bow tie tree) terhadap waktu penuaan.
Persamaan panjang pohon air maksimum: [6]
l = a.tb … (3)
dengan:
a : konstanta, bergantung konstruksi dan kondisi pelayanan kabel.
b : konstanta, nilainya diantara 0,22 – 0,377; biasanya b = 0,36.
t : waktu penuaan.
Sedangkan hubungan antara panjang pohon air maksimum dengan kuat tembus isolasi kabel ditunjukkan dalam grafik gambar-gambar dibawah ini, yaitu perubahan panjang maksimum pohon-pohon air (vented tree dan bow tie tree) terhadap kuat tembus tegangan arus bolak-balik (gambar 7) dan tegangan impuls (gambar 8).
Persamaan kuat tegangan tembus: [6]
E = E0.e-al … (4)
dengan:
E0 : konstanta kuat tembus awal, E0= 7,6 kV/mm untuk tegangan ac dan 30,5 kV/mm untuk impuls.
a : konstanta bergantung konstruksi kabel, a=2,0 untuk tegangan ac dan 1,1 untuk impuls.
l : normalisasi panjang pohon maksimum.
Dari persamaan (3) dan (4),
E = E0.exp(-a.a.tb) … (5)
Dan persamaan untuk menghitung sisa umur kabel karena tegangan arus bolak-balik (tac) atau tegangan impuls (ti):
tac = { ln (Ea0 / Ear) / a.a}1/b … (6)
ti = { ln (Ei0 / Eir) / a.a}1/b … (7)
dengan:
Ea0 : Konstanta kuat tembus tegangan ac awal = 7,6 kV/mm.
Ei0 : Konstantan kuat tembus tegangan impuls awal = 30,5 kV/mm.
Ear : Kuat tegangan ac yang dikenakan (kV/mm).
Eir : Kuat tegangan impuls yang dikenakan (kV/mm).
a : Konstanta, a= 2,0 untuk tegangan ac dan 1,1 untuk impuls.
a : Tingkat pertumbuhan pemohonan air kabel (mm/thn).
b : Konstanta, nilainya diantara 0,22 – 0,377, biasanya b = 0,36.
V. KESIMPULAN
Dari uraian diatas, berikut ini beberapa kesimpulan dari isi makalah ini, yaitu:
(a) Pemohonan air merupakan salah satu penyebab utama penuaan awal dan kegagalan operasi kabel berisolasi bahan polyolefine. Dua faktor utama yang memengaruhi pertumbuhannya adalah kuat medan listrik dan rembesan air dalam bahan isolasi kabel.
(b) Perkiraan pertumbuhan pohon air dapat diketahui dari ketidaklinieritas grafik karakteristik arus bocor terhadap tegangan uji yang dikenakan padanya dan karakteristik arus konduktivitas terhadap waktu peluruhannya. Waktu peluruhan mengindikasikan terjadi proses pemburukan isolasi yang mungkin disebabkan oleh pemohonan air di dalamnya.
(c) Prinsip dasar untuk memperkirakan sisa umur kabel dapat dihitung dari hasil perbandingan antara sisa ketebalan isolasi terhadap tingkat pertumbungan pohon air. Sisa ketebalan isolasi merepresetasikan panjang maksimum pohon air, sedangkan pertumbuhan pohon air memengaruhi kuat tembus isolasi.
DAFTAR REFERENSI
[1] Bahan-bahan ajar mata kuliah “Bahan listrik lanjut”.
[2] -, “Water trees and tree retardancy in XLPE insulation“, www.generalcable.com.au
[3] M. Ahmed, -M. Al Ohali, -M. Garwan, -K. Soufi, -Z. Hamouz, “How good are electrical diagnostic tests to predict water trees in hv cables – An evaluation using optical microscopy”, Journal of EE, vol. 56, no. 1-2, 2005, p.31-35.
[4] Suwarno, -Ronald P. Hutahaean, “Simulasi pemohonan listrik (electrical treeing) pada isolasi polimer dengan menggunakan metode cellular automata”, Proc. ITB sains & tek, vol. 37A, no. 2, 2005, p.131-145.
[5] K. Uchida, -Y. Kata, -M. Nakeda, -D. Inoue, -H. Sakakibara, -H. Tanaka, “Estimating the remaining life of water treed XLPE cable by VLF voltage withstand tests”, Furukawa review, no. 20, 2001, p.65-70.
[6] H. Gotoh, -T. Okamoto, -S. Suzuki, -T. Tanaka, “Method for estimation of the remaining lifetime of 6,6 kV XLPE cables after their first failure in service”, IEEE Trans. On PAS, vol. 103, no. 9, September 1984, p.2428-2434.
[7] D. Birtwhistle, -JS. Lyall, -F. Foottit, -P. Wickramasuriya, -R. Gilbert, -L. Powell, -T. Saha, “An accelerated wet ageing test on medium voltage XLPE cables”, Australasian Universities Power Eng. Conf., 26-29 September 2004.
-0o0-
Abstrak- Harmonisa merupakan suatu gejala yang terjadi akibat dioperasikannya beban listrik non linier yang menghasilkan gelombang dengan frekuensi-frekuensi tinggi (merupakan kelipatan dari frekuensi fundamentalnya).
Harmonisa arus pada trafo dapat menyebabkan kenaikan rugi-rugi tembaga dan rugi-rugi stray fluks. Sedangkan harmonisa tegangan menyebabkan kenaikan rugi-rugi besi. Secara keseluruhan, adanya harmonisa dalam sistem tenaga listrik, menyebabkan terjadinya kenaikan temperatur dan derating trafo, bila dibandingkan pengoperasian dengan gelombang sinusoidal murni (fundamental).
Makalah ini melakukan analisis pengaruh harmonisa terhadap penurunan kemampuan (derating) trafo tersebut dalam menyalurkan dayanya. Dengan menghitung besarnya rugi-rugi oleh beban dan besarnya arus mampu trafo melayani beban. Sebagai contoh kasus, digunakan sistem tenaga listrik yang mencatu beban Gedung XX di Jakarta.
Kata kunci- harmonisa, % THD, derating trafo.
I. PENDAHULUAN
|
|
Dalam sistem tenaga listrik dikenal dua jenis beban yaitu beban listrik linear dan beban listrik non linear. Beban linear adalah beban yang tidak memengaruhi karakteristik dari tegangan dan arus. Sedangkan beban non linear adalah beban yang memengaruhi karakteristik dari tegangan dan arus, sehingga bentuk gelombangnya berubah atau cacat. Karena beban-beban non linier menghasilkan harmonisa.
Beberapa contoh beban linier adalah pemanas resistif, lampu pijar, motor induksi kecepatan konstan, dan motor sinkron. Sedangkan beban non linier misalnya static power converter, electronic ballast, variable frequency, electric arc furnace, dan peralatan elektronika daya lainnya.
Harmonisa menimbulkan distorsi gelombang arus dan tegangan. Distorsi tersebut terlihat pada tampilan grafis gelombang arus dan tegangan listrik. Mestinya gelombang tersebut berbentuk sinusiodal, akibat harmonisa, gelombang tersebut menjadi cacat. Distorsi harmonisa memengaruhi komponen sistem tenaga listrik dengan akibat yang berbeda, komponen bersangkutan akan mengalami penurunan kinerja, beban panas yang berlebihan dan mempercepat laju kerusakan peralatan.
Oleh karena itu, sebagai tindakan preventif, usaha untuk menganalisis pengaruh harmonisa dalam sistem tenaga terhadap trafo daya yang mencatunya sangat diperlukan. Hasil yang didapatkan dapat dijadikan dasar tindakan untuk mengeliminasi harmonisa untuk mencegah kerusakan trafo tersebut.
Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk menganalisis pengaruh harmonisa terhadap penurunan kemampuan (derating) trafo dalam menyalurkan dayanya. Sebagai contoh kasus, digunakan sistem tenaga listrik yang mencatu beban Gedung XX di Jakarta.
V. ANALISIS
a. Analisis pengaruh harmonisa arus terhadap rugi-rugi trafo.
|
Trafo |
Jam Pembebanan |
% THD Arus |
PL (pu) |
|
Trafo 1 |
07:00 – 17:00 |
42,38 |
2,717 |
|
22:00 – 07:00 |
57,8 |
4,006 |
|
|
Trafo 2 |
07:00 – 17:00 |
20,18 |
1,405 |
|
22:00 – 07:00 |
21,67 |
1,567 |
Dari tabel diatas, diketahui bahwa pada periode beban tinggi masing-masing trafo, yaitu pada pukul 22:00 s/d 07:00 wib, % THD arus lebih kecil dibandingkan pada periode beban rendah, yaitu pukul 07:00 s/d 17:00 wib. Hal ini terjadi karena pada periode beban tinggi, amplitudo arus fundamental sangat besar dibandingkan amplitudo harmonisa-harmonisanya, sehingga nilai perbandingan antara THD arus terhadap arus fundamentalnya semakin kecil.
Dari grafik diatas, diketahui bahwa semakin besar % THD arus menyebabkan rugi-rugi oleh beban trafo juga semakin besar. Hal ini menunjukkan bahwa harmonisa arus meningkatkan rugi-rugi trafo.
b. Analisis pengaruh harmonisa arus terhadap derating trafo.
|
Jam Pembebanan |
% THD Arus |
I max (%) |
Derating Trafo (%) |
|
|
Trafo 1 |
07:00 – 17:00 |
42,38 |
70,66 |
29,34 |
|
22:00 – 07:00 |
57,8 |
61,93 |
38,07 |
|
|
Trafo 2 |
07:00 – 17:00 |
20,18 |
92,30 |
7,70 |
|
22:00 – 07:00 |
21,67 |
88,46 |
11,54 |
Dari tabel diatas, diketahui bahwa pada periode beban tinggi masing-masing trafo, yaitu pada pukul 22:00 s/d 07:00 wib, kemampuan trafo mencatu beban relatif lebih besar dibandingkan pada periode beban rendah, yaitu pukul 07:00 s/d 17:00 wib. Hal ini terjadi karena pada periode beban tinggi, % THD arusnya relatif lebih rendah.
Kemudian Imax menunjukkan seberapa besar kemampuan trafo menyalurkan dayanya. Artinya semakin kecil nilai Imax, maka semakin kecil juga kemampuan trafo tersebut dalam menyalurkan dayanya, atau semakin besar derating yang dialaminya.
Dari grafik diatas, diketahui bahwa semakin besar % THD arus menyebabkan derating trafo lebih besar.
VI. KESIMPULAN
1. Pada periode beban tinggi, % THD arus relatif lebih kecil karena amplitudo arus fundamental sangat besar dibandingkan amplitudo harmonisa-harmonisanya, sehingga nilai perbandingan antara THD arus terhadap arus fundamentalnya semakin kecil.
2. Semakin besar % THD arus, menyebabkan rugi-rugi oleh beban trafo juga semakin besar. Hal ini menunjukkan bahwa harmonisa arus meningkatkan rugi-rugi trafo.
3. Semakin besar % THD arus yang diterima trafo, menyebabkan semakin kecil kemampuan trafo tersebut menyalurkan arus nominal sinusoidalnya. Artinya trafo tersebut mengalami derating yang semakin besar.
Daftar Acuan:
[1] Rifky Cahyadi, “Penurunan konsumsi energi listrik pada bangunan dengan mereduksi distorsi harmonik”, Skripsi Teknik Elektro FT UI, 2003.
[2] ANSI/IEEE C57.110-1986, “Recommended practice for establishing transformer capability when supplying non sinusoidal load currents”.
[3] ANSI/IEEE Std. 519-1992, “IEEE recommended practices and requirements for harmonic control in electrical power systems”.
[4] Dugan, Roger C, “Electrical power systems quality”, Second edition, McGraw-Hill, 2002.
-o0o-
Definisi Energi Panas Bumi.
Panas Bumi adalah sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap air, dan batuan bersama mineral ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem Panas Bumi. Panas bumi adalah sumber daya alam yang dapat diperbarui, berpotensi besar serta sebagai salah satu sumber energi pilihan dalam keanekaragaman energi.
Panas Bumi merupakan sumber energi panas yang terbentuk secara alami di bawah permukaan bumi. Sumber energi tersebut berasal dari pemanasan batuan dan air bersama unsur-unsur lain yang dikandung Panas Bumi yang tersimpan di dalam kerak bumi. Untuk pemanfaatannya, perlu dilakukan kegiatan penambangan berupa eksplorasi dan eksploitasi guna mentransfer energi panas tersebut ke permukaan dalam wujud uap panas, air panas, atau campuran uap dan air serta unsur-unsur lain yang dikandung Panas Bumi. Pada prinsipnya dalam kegiatan Panas Bumi yang ditambang adalah air panas dan uap air.
Pemanfaatan energi panas bumi relative ramah lingkungan karena unsur-unsur yang berasosiasi dengan energi panas tidak membawa dampak lingkungan atau berada dalam batas ketentuan yang berlaku. Panas Bumi merupakan sumber energi panas dengan ciri terbarukan karena proses pembentukannya terus-menerus sepanjang masa selama kondisi lingkungannya dapat terjaga keseimbangannya.
Emisi CO2, SO2, dan NO2 yang dihasilkan PLTP terhitung sangat rendah. PLTP juga tak mengakibatkan degradasi mutu lingkungan karena tidak ada penambangan di permukaan, tumpahan minyak, dan penggenangan habitat.
Potensi Panas Bumi.
Energi panas bumi adalah termasuk energi primer yaitu
energi yang diberikan oleh alam seperti minyak bumi, gas bumi, batubara dan
tenaga air. Energi primer ini di Indonesia tersedia dalam jumlah sedikit
(terbatas) dibandingkan dengan cadangan energi primer dunia. Sebagai gambaran
sedikitnya atau terbatasnya energi tersebut adalah berdasarkan data pada Tabel
I.
|
Tabel 1 Cadangan energi primer dunia. |
||
|
cadangan Minyak Bumi |
Indonesia 1,1 % |
Timur Tengah 70 % |
|
Cadangan Gas Bumi |
Indonesia 1-2 % |
Rusia 25 % |
|
Cadangan Batubara |
Indonesia 3,1 % |
Amaerika Utara 25 % |
Sedangkan cadangan energi panas bumi di Indonesia relatif lebih besar bila dibandingkan dengan cadangan energi primer lainnya, diperkirakan mencapai 27 GWe atau setara dengan 40 persen sumberdaya panasbumi dunia, hanya saja belum dimanfaatkan secara optimal.
Tabel 2:
Tabel 3:
Penggunaan Energi Panas Bumi.
Seperti diketahui, energi panas bumi memiliki beberapa keunggulan dibandingkan sumber energi terbarukan yang lain, diantaranya: (1) hemat ruang dan pengaruh dampak visual yang minimal, (2) mampu berproduksi secara terus menerus selama 24 jam, sehingga tidak membutuhkan tempat penyimpanan energi (energy storage), serta (3) tingkat ketersediaan (availability) yang sangat tinggi yaitu diatas 95%. Namun demikian, pemulihan energi (energy recovery) panas bumi memakan waktu yang relatif lama yaitu hingga beberapa ratus tahun. Secara teknis-ekonomis, suatu lokasi sumber panas bumi mampu menyediakan energi untuk jangka waktu antara 30-50 tahun, sebelum ditemukan lokasi pengganti yang baru.
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
Apabila dilihat dari tabel tersebut di atas, tampak bahwa pemenuhan kebutuhan energi listrik pada beberapa negara melalui pemanfaatan energi panas bumi terus meningkat. |
||||||||||||||||||||
Selain untuk tenaga listrik, panas bumi dapat langsung dimanfaatkan untuk kegiatan usaha pemanfaatan energi dan/atau fluidanya, misalnya dimanfaatkan dalam dunia agroindustri. Sejumlah lapangan panas bumi Indonesia berdekatan bahkan berada di daerah pertanian, peternakan, kehutanan dan perkebunan yang membutuhkan energi panas dalam proses produksi maupun pengolahan hasil, yaitu untuk proses pengeringan, pengawetan, sterilisasi, pasteurisasi, pemanasan dan sebagainya.
Dampak Negatif Terhadap Lingkungan.
Potensi panas bumi terdapat di kawasan pegunungan yang biasanya dijadikan kawasan konservasi sebagai hutan lindung. Dengan adanya kegiatan eksplorasi dan eksploitasi sumber-sumber panas bumi di kawasan tersebut dapat mengganggu daerah konservasi tersebut. Serta kemungkinan terjadi pencemaran air tanah oleh kontaminan yang terbawa naik fluida panas bumi.
Harga Energi Panas Bumi.
Harga jual uap untuk pembangkit listrik saat ini berkisar 3,7 s/d 38 sen US$/kWh, sedangkan harga jual listrik berkisar 4,2 s/d 4,4 sen US$/kWh.
Masa Depan Energi Panas Bumi.
Pergerakan lapisan bumi yang saling bertumbukan menyebabkan terjadinya proses radioaktif di kedalaman lapisan bumi sehingga menyebabkan terbentuknya magma dengan temperatur lebih dari 2000 °C. Setiap tahun air hujan serta lelehan salju meresap ke dalam lapisan bumi, dan tertampung di suatu lapisan batuan yang telah terkena arus panas dan magma. Lapisan batuan itu disebut dengan geothermal reservoir yang mempunyai kisaran temperatur antara 200° - 300 °C. Siklus air yang setiap tahun berlangsung menyebabkan lapisan batuan reservoir sebagai tempat penghasil energi panas bumi yang dapat terus menerus diproduksi dalam jangka waktu yang sangat lama. Itulah sebabnya mengapa panas bumi disebut sebagai energi terbarukan.
Penggunaan panas bumi sebagai salah satu sumber tenaga listrik memiliki banyak keuntungan di sektor lingkungan maupun ekonomi bila dibandingkan sumber daya alam lainnya seperti batubara, minyak bumi, air dan sebagainya. Tidak seperti sumber daya alam lainnya. Sifat panas bumi sebagai energi terbarukan menjamin kehandalan operasional pembangkit karena fluida panas bumi sebagai sumber tenaga yang digunakan sebagai penggeraknya akan selalu tersedia dan tidak akan mengalami penurunan jumlah.
Pada sektor lingkungan, berdirinya pembangkit panas bumi tidak akan mempengaruhi persediaan air tanah di daerah tersebut karena sisa buangan air disuntikkan ke bumi dengan kedalaman yang jauh dari lapisan aliran air tanah. Limbah yang dihasilkan juga hanya berupa air sehingga tidak mengotori udara dan merusak atmosfer. Kebersihan lingkungan sekitar pembangkit pun tetap terjaga karena pengoperasiannya tidak memerlukan bahan bakar, tidak seperti pembangkit listrik tenaga lain yang memiliki gas buangan berbahaya akibat pembakaran.
Sedangkan di sektor ekonomi, pengembangan energi panas bumi dapat meningkatkan devisa negara. Penggunaannya dapat meminimalkan pemakaian bahan bakar yang berasal dari fosil (minyak bumi, gas dan batubara) di dalam negeri sehingga, mereka dapat diekspor dan menjadikan pemasukan bagi negara. Hal ini mengingat sifat energi panas bumi yang tidak dapat diangkut jauh dari sumbernya. Dengan mengembangkan panas bumi, kapasitas sebesar 330 MW yang dihasilkan energi panas bumi, negara dapat menghemat pemakaian minyak bumi sebesar 105 MM BBL.
Selain sebagai sumber listrik, energi panas bumi juga bisa dimanfaatkan dalam dunia agroindustri. Sejumlah lapangan panas bumi Indonesia berdekatan bahkan berada di daerah pertanian, peternakan, kehutanan dan perkebunan yang membutuhkan energi panas dalam proses produksi maupun pengolahan hasil. Energi panas memang paling dibutuhkan dalam proses pengeringan, pengawetan, sterilisasi, pasteurisasi, pemanasan dan sebagainya. Selama ini, petani menggunakan bahan bakar minyak (BBM) untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut. Semakin besar industri yang mereka garap, semakin besar pula BBM yang diperlukan.
Sumber bacaan:
- UU RI No. 27 Tahun 2003 tentang Panas Bumi.
- Suara Merdeka online, “ Harga Listrik Panas Bumi Dinilai Telalu Murah”, Selasa 14 Nopembeer 2006.
- Info Energi online, “Energi Panas Bumi, Energi Terbarukan”, http://infoenergi.wordpress.com.
- Wisnu Arya Wardhana dkk, “Prospek Energi Panas Bumi di Indonesia”, Elektro Indonesia Edisi 15, Nopember 1998.
- Sugiharto Harsoprayitno, “Peluang Panas Bumi Sebagai Sumber Energi Alternatif Dalam Penyediaan Tenaga Listrik Nasional”, Departemen ESDM.
- Rifiqi Hasan, “Listrik dari Panas Bumi Bedugul”, http://www.tempo.co.id.
- Dirjen LPE, “Kebijakan Pemanfaatan Pasa Bumi Untuk Kelistgrikan Nasional”, Departemen ESDM.
1. Pemanasan Global
Pemanasan global adalah peningkatan suhu rata-rata atmosfer di dekat permukaan bumi dan laut selama beberapa dekade terakhir dan proyeksi untuk beberapa waktu yang akan datang.
Pemanasan global terjadi akibat dari peningkatan efek rumah kaca yang disebabkan oleh naiknya konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer. Semakin tinggi konsentrasi gas rumah kaca maka semakin banyak radiasi panas dari bumi yang terperangkap di atmosfer dan dipancarkan kembali ke bumi. Hal ini menyebabkan peningkatan suhu di permukaan bumi.
Gas rumah kaca adalah gas-gas yang ada di atmosfir yang menyebabkan efek gas rumah kaca. Gas-gas tersebut sebenarnya muncul secara alami di lingkungan, tetapi dapat juga timbul akibat aktifitas manusia. Termasuk didalamnya adalah uap air, gas yang mengandung CO2 (Karbon dioksida), CH4(Metan) dan N2O (Nitrous Oksida), HFCs (Hydrofluorocarbons), PFCs (Perfluorocarbons) and SF6 (Sulphur hexafluoride) .
Pengamatan selama 157 tahun terakhir menunjukkan bahwa suhu permukaan bumi mengalami peningkatan sebesar 0,05 oC/dekade. Selama 25 tahun terakhir peningkatan suhu semakin tajam, yaitu sebesar 0,18 oC/dekade. Gejala pemanasan juga terlihat dari meingkatnya suhu lautan, naiknya permukaan laut, pencairan es dan berkurangnya salju di belahan bumi utara.
Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanya perubahan iklim yang sangat ekstrim di bumi. Bumi yang lebih hangat dapat menyebabkan perubahan siklus hujan, kenaikkan permukaan air laut, dan beragam dampak pada tanaman, kehidupan liar, dan manusia. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya hutan dan ekosistem lainnya, sehingga mengurangi kemampuannya untuk menyerap karbon dioksida di atmosfer. Pemanasan global mengakibatkan mencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya permukaan air laut. Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya suhu air laut sehingga air laut mengembang dan terjadi kenaikan permukaan laut yang mengakibatkan negara kepulauan akan mendapatkan pengaruh yang sangat besar.
2. Hujan Asam
Hujan asam didefinisikan sebagai segala macam hujan dengan pH di bawah 5,6. Hujan secara alami bersifat asam (pH sedikit di bawah 6) karena karbondioksida (CO2) di udara yang larut dengan air hujan memiliki bentuk sebagai asam lemah. Jenis asam dalam hujan ini sangat bermanfaat karena membantu melarutkan mineral dalam tanah yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan binatang.
Hujan asam disebabkan oleh belerang (sulfur) yang merupakan pengotor dalam bahan bakar fosil serta nitrogen di udara yang bereaksi dengan oksigen membentuk sulfur dioksida dan nitrogen oksida. Zat-zat ini berdifusi ke atmosfer dan bereaksi dengan air untuk membentuk asam sulfat dan asam nitrat yang mudah larut sehingga jatuh bersama air hujan. Air hujan yang asam tersebut akan meningkatkan kadar keasaman tanah dan air permukaan yang terbukti berbahaya bagi kehidupan ikan dan tanaman. Usaha untuk mengatasi hal ini saat ini sedang gencar dilaksanakan.
Secara alami hujan asam dapat terjadi akibat semburan dari gunung berapi dan dari proses biologis di tanah, rawa, dan laut. Akan tetapi, mayoritas hujan asam disebabkan oleh aktivitas manusia seperti industri, pembangkit tenaga listrik, kendaraan bermotor dan pabrik pengolahan pertanian (terutama amonia). Gas-gas yang dihasilkan oleh proses ini dapat terbawa angin hingga ratusan kilometer di atmosfer sebelum berubah menjadi asam dan terdeposit ke tanah.
Terdapat hubungan yang erat antara rendahnya pH dengan berkurangnya populasi ikan di danau-danau. pH di bawah 4,5 tidak memungkinkan bagi ikan untuk hidup, sementara pH 6 atau lebih tinggi akan membantu pertumbuhan populasi ikan. Asam di dalam air akan menghambat produksi enzim dari larva ikan trout untuk keluar dari telurnya. Asam juga mengikat logam beracun seperi alumunium di danau. Alumunium akan menyebabkan beberapa ikan mengeluarkan lendir berlebihan di sekitar insangnya sehingga ikan sulit bernafas. Pertumbuhan Phytoplankton yang menjadi sumber makanan ikan juga dihambat oleh tingginya kadar pH.
Tanaman dipengaruhi oleh hujan asam dalam berbagai macam cara. Lapisan lilin pada daun rusak sehingga nutrisi menghilang sehingga tanaman tidak tahan terhadap keadaan dingin, jamur dan serangga. Pertumbuhan akar menjadi lambat sehingga lebih sedikit nutrisi yang bisa diambil, dan mineral-mineral penting menjadi hilang.
Ion-ion beracun yang terlepas akibat hujan asam menjadi ancaman yang besar bagi manusia. Tembaga di air berdampak pada timbulnya wabah diare pada anak dan air tercemar alumunium dapat menyebabkan penyakit Alzheimer.
3. Menipisnya Lapisan Ozon
Lapisan Ozon terbentuk dari molekul-molekul Ozon yang terkonsentrasi di bagian stratosfir pada ketinggian 15 – 60 km diatas permukaan bumi. Lapisan ini dapat menyerap radiasi UV sinar matahari yang berbahaya bagi kehidupan. Keberadaan Ozon sangat dipengaruhi oleh aktifitas manusia seperti penggunaan bahan perusak Ozon, misalnya senyawa Chloro Fluoro Carbon (CFC), Halon, Karbon tetraklorida dan Metil kloroform. Secara alamiah, molekul Ozon terbentuk dan terurai melalui keseimbangan dinamis. Keberadaan bahan-bahan kimia tertentu di stratosfir dapat mengganggu keseimbangan reaksi tersebut.
Kerusakan lapisan Ozon berawal dari adanya emisi molekul gas yang mengandung Klor dan Brom dari proses alamiah maupun aktifitas manusia. Radiasi matahari memecah molekul gas tersebut menjadi radikal Klor dan Brom. Radikal Klor dan Brom ini akan memecah ikatan gas-gas lain di stratosfir termasuk molekul Ozon. Reaksi yang terjadi menyebabkan molekul Ozon terpecah menjadi Oksigen dan radikal Oksigen. Karena reaksi tersebut berlangsung secara berantai maka konsentrasi ozon di stratosfir akan terus berkurang, sehingga akhirnya dapat membentuk lubang Ozon.
Penipisan lapisan Ozon menyebabkan fungsinya untuk menyerap radiasi UV menjadi berkurang. Akibatnya intensitas radiasi UV yang mencapai permukaan bumi meningkat. Paparan radiasi UV yang berlebihan terhadap manusia, hewan, tanaman dan bahan-bahan bangunan dapat berdampak negatif. Dampak negatif pada manusaia misalnya dapat menimbulkan kanker kulit, katarak mata serta mengurangi daya tahan tubuh terhadap penyakit infeksi. Pada tumbuhan, menyebabkan pertumbuhan tanaman menjadi lambat, bahkan kerdil, sehingga hasil panen menurun dan tanahan hutan rusak. Pada ekosistem air, intensitas UV yang berle bihan memusnahkan organisme kecil yang hidup di permukaan air. Phytoplankton sebagai sumber rantai makanan musnah sehingga memengaruhi kehidupan biota laut.
Untuk menjaga kondisi Ozon tetap baik dapat dilakukan dengan membatasi/mengurangi emisi bahan perusak ozon menggantinya dengan bahan yang ramah Ozon, melestarikan hutan dan mencegah pembakaran hutan, serta mengurangi tingkat polusi dengan penggunaan sumber energi ramah lingkungan.
Sumber Bacaan:
- “Pemanasan Global”; Wikipedia Indonesia.
- “Gas Rumah Kaca”; Wikipedia Indonesia.
- “Efek Rumah Kaca”; Wikipedia Indonesia.
- “Hujan Asam”; Wikipedia Indonesia.
- “Kondisi Ozon Indonesia”; www.lapan.go.id.
- “Gambaran Ilmiah Penipisan Lapisan Ozon”; http://ozon.menlh.go.id.
- “Ozon Payung Dunia Yang Kian Terkoyak”; Suara Pembaharauan.
- “Efek Rumah Kaca, Perubahan Iklim dan Pemanasan Global”; WWF Indonesia.
- “Hubungan Efek Rumah Kaca, Pemanasan Global dan Perubahan Iklim”; http://
climatechange.menlh.go.id.
- “Perubahan Iklim Dunia, Apa dan Bagaimana?”; http://infoenergi.wordpress.com.
- “Pembatasan Emisi Karbon Yang Salah Prioritas”; http://infoenergi.wordpress.com.
-o0o-
tolong minta penjelasan lebih lanjut mengenai proses beban non linier bisa mempengaruhi karakteristik arus dan tegangan read more
on ANALISIS DERATING TRAFO DAYA KARENA HARMONISA ARUS BEBAN