TUGAS TEKNIK KONVERSI DAN KONSERVASI ENERGI

Disusun Oleh :

KELOMPOK 10

YOHANES TRI PRIANTO 2412 106 004

AKHMAD AZWAR ANAS 2412 106 006

GEMBONG HARI PRAHARA RAMADHAN 2412 106 007

JURUSAN S-1 TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2014

Pendahuluan

Biomass adalah suatu bentuk energi yang diperoleh secara langsung dari makhluk hidup (tubuhan atau hewan). Sebagai contoh sumber energi biomass berasal dari kayu, ampas tebu, limbah pertanian, alkohol, sampah organik dan kotoran hewan. Biomass adalah salah satu energi terbarukan karena sebagai penyedia sumber karbon untuk energi dan konversi energi yang terjadi dilakukan dengan teknologi modern. Pemanfaatan biomass sebagai energi terbarukan sebagai penyedia energi listrik dan bahan bakar yang ramah lingkungan. Jenis – jenis biomass diantaranya adalah biogass, biofuel dan gasifikasi.

Dalam tugas ini akan dibahas tentang biogas dari kotoran hewan yang dapat menghasilkan listrik. Biogas adalah gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan – bahan organik oleh mikroorganisme pada kondisi langka oksigen (anaerob). Didalm biogas terdapat komponen gas yaitu :

CH4 (Metana) = 60%CO2 (Karbon Dioksida) = 38 %N2, O2, H2, dan H2S = 2 %

Pemanfaatan biogas dalam kehidupan sehari – hari adalah untuk bahan bakar rumah tangga seperti kompor masak dan pembangkit energi listrik yang ramah lingkungan. Sumber energi dari biogas adalah kotoran dari berbagai ternak dengan kriteria sebagai berikut :

Tabel 1. Kriteria Energi Bigas yang dihasilkan dari Kotoran Ternak

JenisBanyak Tinja (Kg/hari)

Kandungan Bahan Kering –BK (%)

Biogas yang Dihasilkan (m3 / kg.BK)

Gajah 30 18 0,018-0,025

Sapi/Kerbau

25-30 20 0,023-0,040

Kambing 1,13 26 0,040-0,059

Ayam 0,18 28 0,065-0,116

Itik 0,34 38 0,065-0,116

Babi 7 9 0,040-0,059

Manusia 0,25-0,4 23 0,020-0,028

Energi Biogas

Digaram Blok Pemanfaatan Energi Biogas

Gambar 1. Diagram Blok Pemanfaatan Energi Biogas

Pada gambar 1. Sumber biogas yaitu kotoran sapi dimasukan kedalam bak penampung dan diberi air keudian dialirkan kedalam dome (tempat tertutup) untuk diendapkan dan ditambah pengurai organisme untuk menguraikan gas metana, oksigen, karbon dioksida dan lain –lain. gas yang terbentuk kemudian dialirkan ke penampung gas bio dan didistribusikan ke genset sebagai pembangkit energi dan kompor sebagai bahan bakar. Cairan limbah yang tidak terpakai dalam bak tertutup dialirkan ke proses selanjutnya untuk kompos organik.

Perencanaan Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Biogas di Peternakan Kelompok Tani Mekarsari Desa Dander.

Perencanaan ini diambil dari jurnal tugas akhir dari Andi Hanif dengan judul “Studi Pemanfaatan Biogas Sebagai Pembangkit Listrik 10 KW Kelompok Tani Mekarsari Desa Dander Bojonegoro Menuju Desa Mandiri Energi”. Dalam tugas akhiri ini dijelaskan instalasi pembangkit listrik dari energi biogas sederhana. Berikut gambar instalasi pembangkit listrik tenaga biogas.

Gambar 2. Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Biogas

Penjelasan Singkat dari Gambar 2.

1. Kotoran ternak dialirkan menuju Reaktor (Digister) melalui saluran masuk (inlet).2. Sebelum masuk digister, kotoran ternak dicampur dengan air dengan perbandingan

1:1 dengan menggunakan pengaduk mekanis.3. Kemudian gas yang dihasilkan dari campuran kotoran dan air dialirkan menuju

penampung gas, dengan diatur oleh valve pengatur tekanan.4. Penampung gas dibuat lebih dari satu agar biogas yang dihasilkan bisa digunakan

untuk lebih dari satu fungsi.5. Biogas dari penampung gas bisa digunakan untuk menyalakan lampu petromaks,

kompor gas dan generator biogas untuk kemudian menyalakan peralatan listrik.6. Zat sisa proses Digesterisasi dapat digunakan langsung sebagai pupuk kandang atau

diolah menjadi pupuk urea kemasan yang siap dijual.

Komponen yang digunakan dalam pembangkit listrik di Peternakan Tani Mekarsari antara lain :

Saluran masuk Slurry (kotoran Segar dan Air)Saluran ini digunakan untuk memasukkan slurry sebagai bahan utama ke dalam reaktor (digester).

Sistem PengadukDi peternakan Mekarsari sistem pengadukan yang paling mungkin dilakukan agar kotoran segar dan air tercampur secara sempurna adalah dengan pengadukan mekanis.

ReaktorReaktor yang digunakan untuk pembangkitan biogas di Peternakan Mekarsari menggunakan Tipe Kubah dikarenakan tekanan yang dihasilkan oleh tipe ini relatif stabil, dan mempunyai harga yang relatif lebih murah.

Saluran Keluaran ResiduSaluran ini digunakan untuk mengeluarkan kotoran yang telah difermentasi oleh bakteri. Saluran ini bekerja berdasarkan prinsip kesetimbangan tekanan hidrostatik.

Katup Pengaman Tekanan (Control Valve)Katup pengaman ini digunakan sebagai pengatur tekanan gas dalam biodigester. Katup pengaman ini menggunakan prinsip pipa T, bila tekanan gas dalam saluran gas lebih tinggi dari kolom air, maka gas akan keluar melalui pipa T, sehingga tekanan dalam biodigester akan turun.

Saluran gasSaluran gas ini disarankan terbuat dari polimer untuk menghindari korosi

Penampung GasPenampung ags adalah sebuah ruang kedap udara yang digunakan sebagai tempat penyimpanan biogas yang dihasilkan dari proses biodigester sebelum disalurkan ke kompor atau genset biogas.

Generator (Genset) BiogasGenerator biogas yang akan digunakan di Peternakan Mekarsari adalah generator dengan daya keluaran 20 kW sesuai dengan potensi biogas di sana yang bisa mencapai 386,6 kWh/hari atau 16,11 kW/h.

Jaringan Distribusi Pada proses penyaluran daya pada PLT Biogas Mekarsari ini, jarak pelanggan terdekat adalah 20 meter, sedangkan jarak pelanggan terjauh adalah 500 meter diasumsikan dari rumah pembangkit.

Perhitungan Listrik yang Dihasilkan dari Tenaga Biogas

Maka potensi energi listrik yang dihasilkan dari limbah kotoran sapi yang ada di peternakan Mekarsari adalah :

82,2 m3 X 4,7 kWh = 386,6 kWh/hariDengan daya keluaran = 386,6 / 24 jam = 16,1 kW