Pembangkit Listrik Biomassa dengan Mesin Kalor

Pembangkit listrik biomassa: salah satu solusi distribusi listrik di Indonesia

Indonesia memiliki beribu-ribu pulau yang tersebar dari Sabang hingga Merauke dan terpisah oleh lautan luas. Karena bentuk kepulauan ini, sulit menemukan cara yang ekonomis untuk mentrasmisikan dan mendistribusikan listrik dari satu pulau ke pulau yang lain. Hingga saat ini national interconnection hanya mungkin diterapkan di pulau-pulau besar dan sejumlah pulau-pulau relatif kecil di dekatnya. Sejumlah besar pulau harus bisa menghasilkan dan memenuhi kebutuhan listriknya sendiri (self-sufficient).
Walaupun demikian, bentuk kepuluan ini juga memberikan biodiversitas yang sangat dahsyat dan memastikan tersedianya sumber biomassa di Indonesia. Karena itu sudah sewajarnya pembangkitan listrik dari biomassa dijadikan salah satu alternatif untuk pemenuhan kebutuhan listrik di Indonesia. Selain itu, produksi bahan bakar dan listrik biomassa akan mengeksploitasi sumber daya lokal sehingga meningkatkan pendapatan penduduk setempat. Produk-produk limbah dari perkebunan sawit, padi, tebu, kayu, dan kelapa dapat menghasilkan energi biomassa. Selain limbah pertanian, sampah perkotaan juga dapat diolah menjadi penghasil energi biomassa yang besar.
Pembangkit listrik yang menggunakan sumber energi berbasis biomassa salah satunya adalah pembangkitan listrik berprinsip mesin kalor (heat engine). Mesin kalor siklus Stirling menggunakan pembakaran eksternal, sedangkan mesin pembakaran internal menggunakan siklus Otto dan siklus Diesel. Khusus untuk turbin gas yang menggunakan siklus Brayton, pembakaran dapat dilakukan secara eksternal maupun internal.

SIklus Stirling, Otto, dan Diesel

Mesin bersiklus Stirling adalah jenis mesin yang memiliki sumber energi dari luar sistem mesin itu sendiri; atau kita biasa sebut dengan mesin bakar luar. Mesin besiklus Stirling banyak diteliti dan dianggap menjanjikan karena secara teori memiliki efisiensi yang tinggi, sampai efisiensi maksimal mesin Carnot. Akan tetapi, mesin siklus Stirling komersial yang ada masih memiliki daya rendah (0,5-150 kW) dan berefisiensi sedang, masih mahal, tetapi tak memerlukan banyak pemeliharaan, toleran terhadap kontaminan, dan beremisi polutan rendah.
Mesin siklus Stirling tidak terpatok pada satu macam bahan bakar atau sumber energi. Hal ini tidak berlaku untuk mesin diesel dan mesin Otto yang membutuhkan bahan bakar khusus dan kapasitasnya terbatas. Mesin Otto atau sering juga disebut mesin bensin. Tipe paling umum dari mesin ini adalah mesin pembakaran empat langkah yang membakar bensin. Berbeda dengan mesin Otto, pembakaran dilakukan dengan memberikan kompresi hingga tekanannya tinggi.

Turbin Gas: Siklus Brayton

Pembangkit tenaga listrik dengan siklus kombinasi turbin gas-kukus

Siklus ini merupakan siklus daya termodinamika ideal untuk turbin gas, sehingga saat ini siklus ini yang sangat populer digunakan oleh pembuat mesin turbin (manufacturer) dalam analisa performance upgrading. Siklus ini memproduksi tenaga listrik dengan mengekspansikan gas panas melalui turbin. Efisiensinya dapat mencapai 30%. Turbin gas cocok untuk bahan bakar cair maupun gas yang relatif bebas dari kontaminan dan tidak cocok untuk gas hasil bakar biomassa tanpa pembersihan. Karena itu sebelum biogas akan dijadikan bahan bakar, H₂S yang terkandung di dalamnya harus disingkirkan terlebih dahulu.

Referensi:
Teknologi Kemurgi – Dr. Ir. Tatang H. Soerawidjaja