Evaluation on energy efficiency improvement in geothermal power plant with the application of load-based gas removal system and cooling water pump control system

Abstrak

Operasi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) yang efisien dapat dicapai melalui penggunaan uap yang optimal pada turbin dan sistem pendukung (ejektor), serta pengaturan tekanan kondensor yang rendah untuk mencapai konversi energi maksimum di turbin. Pada hampir semua PLTP, kevakuman kondensor dijaga melalui sirkulasi air pendingin yang memadai, dan efektivitas operasi ejektor dalam menghisap akumulasi Non-Condensable Gas (NCG), yaitu CO₂, dan H₂S, serta dispersinya ke atmosfer. Pada umumnya PLTP didesain untuk beroperasi pada basis bebannya (100% kapasitas) sehingga kinerja peralatan penunjang seperti ejektor dan pompa tidak sensitif terhadap fluktuasi beban pembangkitan maupun perubahan kandungan NCG dari sumur. Hal ini mengakibatkan pemakaian listrik sendiri dan konsumsi uap ejektor pada PLTP cenderung tetap. Sejak 2017 banyak PLTP di Indonesia tidak lagi beroperasi dengan kapasitas penuh karena mengikuti fluktuasi permintaan grid seperti yang dinyatakan dalam Rencana Operasi Harian dari pengatur beban. Kondisi ini memberi peluang upaya efisiensi energi untuk mengurangi konsumsi listrik dan uap melalui modifikasi dan instalasi pengontrol load-following pada sistem kerja ejektor dan pompa sirkulasi air pendingin. Studi ini bertujuan untuk mengidentifikasi alternatif terbaik dalam merancang fitur adaptif ini, baik dari aspek ekonomi maupun teknis. Metodologi evaluasi mencakup pengembangan pemodelan proses PLTP dan validasi datanya, menyiapkan kerangka evaluasi alternatif, pengujian kinerja PLTP untuk setiap alternatif dengan model yang terkalibrasi, dan analisis pemilihan opsi terbaik secara ekonomi dan teknis. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa pengontrol aliran uap motif pada ejektor mampu mengurangi penggunaan uap maksimum sebesar 7% (setara 0,7 MWe), sedangkan pengontrol aliran air sirkulasi dengan Variable Frequency Drive (VFD) dapat mengurangi penggunaan pompa listrik sebesar 35% (0,76 MWe). Hasil studi merekomendasikan penerapan sistem pengontrol aliran uap motif pada ejektor dibandingkan aplikasi VFD pada pompa dengan mempertimbangkan kinerja ekonomi, fleksibilitas operasi, dan risiko eksekusinya yang lebih rendah.