Analisis Kehandalan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Entalpi Tinggi

RACHMAWAN BUDIARTO, Prof. Indarto, Prof. Sunarno, Prof. Harwin Saptoadi, Sutrisno, Ph.D.

2016 | Disertasi | S3 ILMU TEKNIK MESIN

Analisis kehandalan dilakukan dengan fokus pada kasus-kasus di PLTP entalpi tinggi eksisting di Indonesia, Filipina dan Selandia Baru. Analisis menghasilkan jawaban terhadap empat kelompok pertanyaan dasar: resiko masalah yang bisa terjadi di PLTP, masalah yang terjadi di komponen permukaan PLTP, penyebab dan dampaknya. Analisis kehandalan juga menemukan bahwa scaling menjadi variabel terkuat penyebab masalah di PLTP yang diteliti. Dalam uji laboratorium simulasi pipa brine terlihat bahwa laju scaling di penampang pipa bagian bawah lebih tinggi dibandingkan dengan laju di bagian atas. Ditemukan pula bahwa laju scaling menurun terhadap waktu. Studi ini melakukan analisis terhadap hubungan antara pasok uap dan entalpi dengan daya listrik yang dihasilkannya. Hubungan antara peningkatan atau penurunan pasok uap dengan produksi listrik sebagai hasilnya dinyatakan dalam bentuk kuadran kehandalan. Kuadran kehandalan tersebut dapat memberi indikasi awal masalah kehandalan PLTP. Studi ini membangun indikator komposit guna menyatakan derajat kehandalan suatu PLTP. Tahapan pembentukan indikator komposit adalah 1) penentuan konteks dan tujuan, 2) identifikasi alternatif indikator tunggal, 3) pemilihan indikator tunggal, 4) normalisasi dan pembobotan, 5) agregasi dan 6) implementasi. Dalam tahap pertama, diformulasikan bahwa PLTP diimplementasikan berdasarkan tiga alasan utama, yaitu 1) pasokan listrik, 2) dengan tidak menimbulkan dampak negatif dan 3) dengan harga yang terjangkau atau kompetitif. Tiga hal ini membatasi keluasan dimensi pembahasan. Dalam tahap ini ditetapkan bahwa studi ini membagi derajat kehandalan menjadi empat kategori, yaitu 1) handal, 2) dekat ke handal, 3) dekat ke tidak handal dan 4) tidak handal. Dalam tahap kedua dan ketiga, studi ini menerapkan pendekatan deduktif guna memilih indikator tunggal sebagai komponen pembentuk indikator komposit. Guna langkah identifikasi, berbagai variabel yang didalami dalam analisis kehandalan menjadi dasar pemilihan indikator tunggal. Tahap ini menetapkan delapan indikator tunggal, yaitu 1) produksi listrik, 2) pasok uap, 3) masalah internal scaling, 4) masalah internal korosi, 5) masalah internal lain-lain, 6) resiko masalah internal scaling, 7) resiko masalah internal korosi dan 8) masalah dan resiko masalah eksternal. Dalam tahap keempat, dilakukan normalisasi dengan metoda categorial scale, yang memberi nilai untuk tiap indikator tunggal sesuai dengan kondisi yang diwakilinya. Tiap indikator diberi empat kategori nilai dalam rentang 100 hingga 40. Setelah itu, dilakukan pembobotan dengan equal weighting. Sebagai langkah kelima, delapan indikator tunggal tersebut diagregasikan menjadi satu indikator komposit kehandalan PLTP. Dalam tahap keenam, implementasi, hasil analisis juga ditampilkan dalam bentuk diagram mawar sebagai piranti monitoring dan evaluasi bagi para pemangku kepentingan PLTP. Analisis dengan memakai indikator komposit ini mempresentasikan derajat kehandalan PLTP Wayang Windu, PLTP Kamojang, PLTP Darajat, PLTP Awibengkok, PLTP Lahendong, dan PLTP Dieng. Dua PLTP, yaitu Wayang Windu dan Lahendong masuk kategori "handal", sementara tiga PLTP, yaitu Kamojang, Derajat dan Awibengkok masuk kategori "dekat ke handal". Dalam studi ini PLTP Dieng mempunyai derajat kehandalan terendah, yaitu masuk kategori "dekat ke tidak handal". Hasil berupa 1) kuadran kehandalan, 2) indikator komposit kehandalan untuk menunjukkan derajat kehandalan dan 3) diagram mawar kehandalan merupakan kebaruan studi ini.

Reliability analysis is conducted on the cases in existing high enthalpy geothermal power plants (GPP) in Indonesia, the Philippines and New Zealand. The analysis gives answer to four basic questions: the risk of problems that could occur in GPPs, problems occurred in components of surface part of the GPP, as well as their causes and impacts. The reliability analysis also finds scaling as the strongest variable causing various problems in the GPPs being studied. In a laboratory tests simulating the brine pipe of the Dieng GPP, this study later finds that the scaling rate in the bottom of the pipe is higher than the rate at the top. Moreover, it is found that the scaling rate decreases with time. The generated electricity is determined by variables of steam supply and the enthalpy. The relationship between the increase or decrease of the steam supply with the electricity production as its result is expressed in the form of a reliability quadrant. It is found that the reliability quadrant can give an early indication of the reliability problems on the GPPs being analyzed. This study builds a composite indicator to express the reliability degree of the GPP. The composite indicator is built by implementing six steps as follow 1) establishing the context and objectives, 2) identification of alternative single indicators, 3) selection of single indicators, 4) normalization and weighting, 5) aggregation and 6) implementation. In the first step, it is formulated that the GPP is used based on three main reasons: 1) power supply, 2) with no negative impact and 3) at an affordable and competitive price. These three aspects provide a framework for the next steps. In this stage it is determined that the reliability degree is divided into four categories, namely 1) "reliable", 2) "tend to be reliable", 3) "tend to be unreliable" and 4) "not reliable". In the second and third steps, this study applies the deductive approach in choosing single indicators as elements of the composite indicator. In order to conduct the identification procedure, various variables explored in the reliability analysis are used as the basis. This step then set eight single indicators, namely 1) production of electricity, 2) steam supply, 3) internal problems of scaling, 4) internal problems of corrosion, 5) other internal problems, 6) risk of internal problems of scaling, 7) risk of internal problems corrosion and 8) risk of external problem and occurred external problem. As the fourth step, normalization is conducted by applying the method of categorical scale, which gives non-dimensional score to each single indicator in accordance with the conditions they represent. Each indicator has a four-category score: 100, 80, 60, and 40. After that, the indicators are weighted with the type of equal weighting. As a fifth step, the eight indicators are then aggregated into a single composite indicator of the reliability of the GPP. In the sixth step, implementation, analysis results are also presented in a rose diagram as a monitoring and evaluation tool for GPP stakeholders. Analysis using this composite indicator presents the reliability degree of Wayang Windu Geothermal Kamojang, Darajat, Awibengkok, Lahendong and Dieng GPPs. Two GPPs, namely Wayang Windu and Lahendong are categorized as "reliable", while three other GPPs, namely Kamojang, Darajat and Awibengkok are "tend to be reliable". In this study Dieng GPP reaches the lowest degree of reliability, which is categorized as "tend to be unreliable". The results presented in the form of 1) the reliability quadrant, 2) the composite indicator of reliability degree and 3) the rose diagram of reliability are the novelty of this study.

Kata Kunci : reliability, geothermal, powerplant, high enthalpy