Mata Kuliah Dasar Sistem Tenaga Listrik yang diampu Ir. Teguh Yuwono, Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember

1. PENGEMBANGAN
ENERGI
ALTERNATIF

2. PENGEMBANGAN ENERGI ALTERNATIFPENGEMBANGAN ENERGI ALTERNATIF
– Sektor Rumah Tangga
• Pemanfaatan LPG menggantikan minyak tanah
• Pemanfaatan Bahan Bakar Gas
• Pemanfaatan Briket Batubara untuk RT besar (asrama, pesantren, dll)
• Pemanfaatan Biogas
• Penggunaan Biokerosene
– Sektor Industri
• Pemanfaatan Batubara
• Pemanfaatan Gas (BBG,LPG)
• Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati
– Sektor Transportasi
• Peningkatan pemanfaatan gas (BBG, LPG)
• Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati
• Pemanfaatan Energi Baru Terbarukan (Hybrid, Fuel Cell, Hidrogen)
– Sektor Pembangkitan Listrik
• Pemanfaatan Gas
• Pemanfaatan Batubara melalui Program Percepatan Pembangunan PLTU 10.000 MW
• Pemanfaatan Panas Bumi
• Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati
• Pemanfaatan Tenaga Mikro Hidro dan Energi Baru Terbarukan lainnya (Tenaga Surya,
Tenaga Angin dan Biomass)
• Pemanfaatan Energi Nuklir di masa depan
Catatan : Roadmap untuk masing-masing kegiatan telah disusun

3. DEPARTEMENDEPARTEMEN
ESDMESDM
A. DESA MANDIRI ENERGI (DME)
• DME berbasis EBT lain non-BBN pada tahun 2007 sebanyak 79 desa (60%
kebutuhan energi dipenuhi oleh EBT non-BBN
A. ENERGI SURYA
• Dikembangkan di seluruh wilayah Indonesia dengan prioritas kawasan
Indonesia Timur dan rasio elektrifikasi rendah dengan pola terpusat atau
tersebar
• Pola tersebar (SHS) dikembangkan pada desa-desa yang letak rumah-rumahnya
terpencar dan pola terpusat dikembangkan pada desa-desa yang letak rumahnya
mengumpul
C. ENERGI ANGIN
• Tahun 2007 dikembangkan skala kecil (80 KW) di Nusa Penida (4 unit) dan
Sangihe Talaud (2 unit) dan tahun 2008 di Selayar, Susel (2 unit)
C. ENERGI AIR (MIKRO dan PIKOHIDRO)
• Tahun 2007 dikembangkan di Sulteng, Sumbar, Jateng, Jabar, Banten (7 lokasi)
• Tahun 2008 dikembangkan Mikrohidro masing-masing 1 unit di Sulbar,
Gorontalo, Riau, Bengkulu,Kalsel, Kaltim, dan NTB. Adapun pikohidro mulai
dikembangkan oleh beberapa instansi Pemerintah di daerah (TNI, Pemda, dll)
dan swasta.
PENGEMBANGAN ENERGI TERBARUKAN

4. DEPARTEMENDEPARTEMEN
ESDMESDM
LISTRIKDI ERA GLOBALLISTRIKDI ERA GLOBAL

5. DEPARTEMENDEPARTEMEN
ESDMESDM

10. PUSAT PEMBANGKIT
TENAGA LISTRIK
SALURAN
TRANSMISI
PROSES PRODUKSI TENAGA LISTRIKPROSES PRODUKSI TENAGA LISTRIK DARI PEMBANGKITDARI PEMBANGKIT
TENAGA LISTRIKTENAGA LISTRIK HINGGAHINGGA SAMPAI KE KONSUMENSAMPAI KE KONSUMEN
GARDU INDUK
INDUSTRI
BESAR
JARINGAN TEGANGAN
RENDAH 220 V
TRAFO
DISTRIBUSIJARINGAN TEGANGAN
MENENGAH 20 KV
INDUSTRI KECIL
MALL / HOTEL
INDUSTRI
SEDANG
RUMAH TANGGA
PJU
500 kV/150 kV/70 kV
Trafo Penaik
Tegangan pada
GI Pembangkit
Teg.Generator 6 KV,
11 kV, 13,8 kV, 20 kV
Trafo Penurun
Tegangan

12. KELISTRIKAN INDONESIA
(Tahun 2009)
• Kapasitas Pembangkitan Tenaga Listrik 31
Maret 2009 : Total 30,268 GW, PLN 25,6
GW (85 %) IPP 4,568 GW (15 %).
• Saluran Transmisi : 34.000 kms
• Trafo Gardu Induk 59.000 MVA
• Saluran Distribusi 620.000 kms
• Trafo Distribusi 34.000 MVA
• Jumlah Pelanggan : 39,2 Juta
Sumber : PT PLN (Persero), Agustus 2009, diolah kembali

13. INDUSTRI
BISNIS
SISTEM PEMBANGKIT
GARDU
STEP-UP
SISTEM TRANSMISI SISTEM DISTRIBUSI
GARDU
STEP DOWN
RUMAH
SOSIAL/
PUBLIK
PLTA
PLTD
PLTP
PLTG
PLTU
PLTGU
KONSUMEN
TRAFO
STEP DOWN

17. SUMBER ENERGI FOSIL / TAK TERBARUKANSUMBER ENERGI FOSIL / TAK TERBARUKAN
(M(Minyak – Gas Bumiinyak – Gas Bumi dan Batubara)dan Batubara)

18. SUMBER ENERGI TERBARUKANSUMBER ENERGI TERBARUKAN
(Hidro, Panasbumi, Angin, Matahari, Samudra, dan Sampah)(Hidro, Panasbumi, Angin, Matahari, Samudra, dan Sampah)

19. PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
Hasil Konversi Energi dari energi primer akan menghasilkan
Energi sekunder yang berupa energi listrik melalui peralatan
yang disebut Pembangkit Tenaga Listrik (PLT). PLT terdiri
dari beberapa jenis, sesuai dengan klasifikasinya. Jenis- jenis
PLT adalah sbb :
1. Berdasarkan Energi yang dipakai :

20. PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
a. Energi Terbarukan :
- Pembangkit Listrik Tenaga Air.
- Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi.
- Pembangkit Listrik Tenaga Magma.
- Pembangkit Listrik Tenaga Magma.
- Pembangkit Listrik Tenaga Fotovoltaic
- Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut.
- Pembangkit Listrik Tenaga Angin.
- Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut.
- Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa.

21. PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
b. Energi Tak Terbarukan :
- Pembangkit Listrik Tenaga Diesel.
- Pembangkit Listrik Tenaga Gas
- Pembangkit Listrik Tenaga Uap ( Batubara/minyak )
- Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir.

22. PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
2. Berdasarkan Pembebanan :
a. Pembangkit untuk Beban Dasar ( Base Load Plant)
b. Pembangkit untuk Beban Puncak ( Peak Load Power
Plant).
3. Berdasarkan Lokasi :
a. Central Power Station
b. Isolated Power Location.

23. PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
Setiap Pembangkit Tenaga Listrik akan mengalami
penurunan efisiensi karena pengaruh usia dan waktu
operasi.
Secara umum umur yang dapat diandalkan dari
pembangkit tenaga listrik berkisar antara 20 sampai
25 tahun.
PLTD hanya berkisar antara 10 – 15 tahun.

24. TENAGA AIRTENAGA AIR
Kejatuhan air bisa diatur sedemikian sehingga
bisa menggerak kan beberapa turbin pembangkit
listrik sekaligus.

25. PUSAT LISTRIK TENAGAAIR
• Tenaga Listrik yang dapat dihasilkan tergantung dari :
1. Debit Air (Q) m³/dt.
2. Ketinggian jatuh air ( tinggi terjun )  H ( m )
Air dari reservoir ( bak penampung / bendungan dialirkan melalui
penstok ( pipa pesat ).
Tenaga Air yang dihasilkan :
P = W. Q. H
W = 1000 Kg : gravitasi air spesifik.
Q = debit air ( m³ / detik ).
H = tinggi terjun ( m ).

26. PUSAT LISTRIK TENAGAAIR ( PLTA )
• P = 1000 Q H kgm/dt
= (1000 )/ (75) . Q H Daya Kuda ( HP )
= 13,33 Q H ( HP )
Tenaga tsb untuk memutar turbin air dengan efisiensi
turbin ηt ,maka :
Pt = ηt . 13,33 Q H (HP)
Bila untuk memutar Generator dengan efisiensi ηg, maka
Pg = ηt. ηg. 13,33 Q H ( HP )
= 0,746 .ηt. ηg. 13,33 Q H ( kW )
= 9,9 .ηt. ηg. Q H ( kW )

27. PUSAT LISTRIK TENAGAAIR ( PLTA )
• PERALATAN UTAMA PLTA
1. Bendungan : - mengatur penyaluran air ke power house
- membuat / mengatur tinggi terjun air.
- penampung air.
2. Pipa Pesat ( Penstock ).
- pipa yang menghubungkan dan mengalirkan air dari
bendungan ke power house.
- penstock tekanan air tinggi.
- penstock tekanan air rendah.

28. PUSAT LISTRIK TENAGAAIR ( PLTA )
• PERALATAN UTAMA PLTA
3. Turbin Air : - Turbin Impuls : rotor bekerja krn aliran
air  diubah  kecepatan.
- Turbin reaksi : rotor bekerja krn aliran air
dengan tinggi terjun  bertekanan.
4. Peralatan Listrik : generator dll.

32. Pusat-pusat Pembangkit Listrik (1)

35. PLTA SUTAMI
105 MW
PLTGU GRESIK
1.578,78 MW
PLTU PAITON
3.250 MW
PLTU GRESIK
600 MW
PLTU PERAK
100 MW

36. PUSAT LISTRIK TENAGA UAP ( PLTU )
TURBIN UAP memutar GENERATOR LISTRIK.
Uap dihasilkan dari Ketel Uap bertekanan tinggi.
Bahan bakar didalam Ketel Uap, berupa : padat, cair atau gas.
Air dipanaskan  uap tekanan tinggi  super heater
( pemanas lanjut )  turbin uap mempunyai sudu-sudu 
berputar karena energi panas yang berubah menjadi energi
mekanis  memutar generator  energi listrik.

37. PUSAT LISTRIK TENAGA UAP ( PLTU )
Tekanan uap keluar dari Turbin Uap  berkurang dan
volume bertambah  kondenser air dingin  uap basah
tekanan rendah  pemanas tekanan rendah  pemanas
tekanan tinggi  ke ketel uap melalui economizer.

44. PUSAT LISTRIK TENAGA GAS ( PLTG )
Udara memasuki kompresor  bersama bahan bakar ke
ruang bakar  proses pembakaran  gas panas.
Hasil pembakaran berfungsi sebagai fluida kerja memutar
sudu-sudu turbin  memutar generator yang dikopel dengan
turbin  tenaga listrik .
Temperatur turbin gas ( ± 1000 º C )
turbin uap ( ± 550 º C )
Efisiensi (20 – 30) %  beaya modal rendah , beaya bahan
bakar tinggi.
 Berfungsi untuk memikul beban puncak.

47. Pusat-pusat Pembangkit Listrik (2)

48. PLTGU ( PUSAT LISTRIK TENAGA GAS & UAP )
• Ada 2 sistem PLTGU : - Bahan Bakar Gas
- Bahan Bakar Batubara.
Sistem bahan bakar gas : Gas untuk mengoperasikan
turbin gas PLTG , Gas yang keluar dari turbin gas PLTG ,
memanaskan HRSG ( Heat Recovery Steam Generator )
yang nantinya akan menghasilkan uap panas untuk
memutar turbin uap dan generator ( siklus PLTU ).
( PLTG Combined Cycle)

49. PLTGU ( PUSAT LISTRIK TENAGA GAS & UAP )
• Sistem Bahan bakar Batubara :
Batubara dibakar terjadi proses Gasifikasi , gas yang
terjadi untuk operasi PLTG. Selanjutnya Gas buang untuk
memanaskan air di Ketel Uap sehingga menghasilkan uap
air untuk mengoperasikan turbin uap dan memutar
generator.

52. PLTN ( PUSAT LISTRIK TENAGA NUKLIR)
• Ada 4 jenis ditinjau dari jenis Reaktornya.
1. Reaktor nuklir dengan pendingin gas.
2. Reaktor Air : - Air mendidih
- Air bertekanan
3. Reaktor Air Berat
4. Reaktor Pembiak Cepat.

54. PLTN ( PUSAT LISTRIK TENAGA NUKLIR)
1. Reaktor nuklir dengan Pendingin Gas.
High Temperature Gas Cooled Reactors ( HTGCR )
Bahan bakar U 235  U 233 ( fisi )
Air dipanaskan oleh reaktor  uap sbg. penggerak
turbin uap yang selanjutnya memutar generator.

55. PLTN ( PUSAT LISTRIK TENAGA NUKLIR)
2. Reaktor Air  light water ( H2 O )
a. Reaktor Air Mendidih , Boiling Water Reaktor (BWR)
- kemungkinan uap/ air tercemar radiasi nuklir.
efisiensi : 32 %.
b. Reaktor Air Bertekanan, Pressurized Water Reactors
( PWR ).

58. PLTN ( PUSAT LISTRIK TENAGA NUKLIR)
3. Reaktor Air Berat.
Pressurized Heavy Water Reactors – PHWR
Mediatornya Air Berat ( D2O - Deuterium ), 1 proton, 1
elektron dan 1 neutron.
Harga 1 kg D2O  $ 250 ( 1980 )
Ada 2 siklus : siklus Air Berat dan siklus Uap air seperti
pada PWR.

59. PLTN ( PUSAT LISTRIK TENAGA NUKLIR)
4. Reaktor Pembiak Cepat.
- Fast Breader Reactor ( FBR ).
- Liquid Metal Fast Breader Reactor ( LMFBR ).
Dengan dua tingkat siklus pemanasan, media
pemanasannya adalah : sodium cair. Siklus ke 3 nya
adalah uap air.
U235  1 %
U238  99 % , yang ada dialam.
U238 menyerap 1 neutron  U 239  berubah
menjadi Pu 239  menyerap 1 neutron  Pu
240  labil  pecah reaksi nuklir.

60. Pusat-pusat Pembangkit Listrik (3)
CHP : Combined Heat and Power
Combined Cycle Plant Diagram

61. Pusat-pusat Pembangkit Listrik (2)

66. KOMPOSISI PEMAKAIAN
ENERGI PRIMER
0
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
8,000
9,000
10,000
11,000
12,000
13,000
1 9 17 25 33 41 1/2 J am
M W
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
P L T A P unc ak
P L T G G A S
P L T G / D
P L T U M inyak
P L T G U B B M
B .B A R A
P L T U G as
P L T G U G as
P L T P
P L T A D as ar
R e nc ana

67. Beban Komersial
Jam
MW
Beban Industri
Jam
MW
Beban Residensial
Jam
MW
Beban
PeneranganJalan
Jam
MW
Beban Sistem
Jam
MW
Kurva beban per-golongan tarif

68. KURVA BEBAN PUNCAK
REGION JAWA TIMUR DAN BALI
Hari Kerja, Minggu & Libur Sabtu
Bulan : Juni 2005
1675
1800
1925
2050
2175
2300
2425
2550
2675
2800
2925
3050
3175
3300
3425
3550
3675
24 3 6 9 12 15 18 21 24
-------> Jam
Kerja Rabu, 15 Juni 2005
3.550 MW
Libur Sabtu, 04 Juni
2005
2.300 MW
Libur Minggu, 19 Juni 2005, 3.175 MW
3.550 MW
2.300 MW
3.175 MW
2
4
24 3 6 9 12 15 18 21 24

70. TASIKMALAYA
BDG SLN
MDRCN
CLGON
BRAJA
CWANG
MTWAR
BKASI
A
A
CRATA
SGLNG
UNGRN
PDAN
U
KDR BRU
NGMBNG
KRIAN
U
GRSIK
SBY SLT
U
PAITON
GRATI
CBNG
CBATU
G
U
DPOK
KMBNG
GDUL
SRLYA
TJ. JATI
RWALO
G
PETA JARINGAN 500 kVPETA JARINGAN 500 kV
SISTEM KELISTRIKAN PULAU JAWASISTEM KELISTRIKAN PULAU JAWA
MADURA
SUTET 500 kV PAITON - KEDIRI
SUTET 500 kV KEDIRI - PEDAN
SUTET 500 kV PEDAN – TASIKMALAYA
SUTET 500 kV TASIKMALAYA – DEPOK III
SUTET 500 kV TJ JATI - UNGARAN
SUTET 500 KV NGIMBANG INCOMER
SUTET 500 kV GRATI – SBY SLTN
SUTET 500 kV ASS. PLTGU MUARA TAWAR
KETERANGAN :KETERANGAN :
GARDU INDUK (existing)
GARDU INDUK (new)
SUTET 500 kV (existing)
SUTET 500 kV (pelaksanaan & rencana)
PLTA
PLTGU
A
U
MUARA KARANG REPOWERING
MKRG
U
WT. DODOL
JAWA BALI CROSSING
MUARA TAWAR EXTENTION 600 MW
KE GLMNK
PROYEK-PROYEK TARGET INPRESS NO.5 TAHUN 2003.
1. SUTET 500 KV PEDAN – TASIKMALAYA
2. SUTET 500 KV TASIKMALAYA – DEPOK III
3. SUTET 500 KV TJ JATI B – PWD – UNG
4. SUTET 500 KV GRATI – SURABAYA SELATAN
5. PLTGU MUARA TAWAR 600 MW

71. IMPLEMENTASI PEMBANGKIT
LISTRIK TENAGA ANGIN DAN
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
SURYA SEL FOTOVOLTAIK
UNTUK MENGGERAKKAN
GEDUNG SETINGGI 420 meter
80 LANTAI DI DUBAI

75. Konsep Transportasi “RUF”Konsep Transportasi “RUF”
(Rapid, Urban, Flexible)(Rapid, Urban, Flexible)
Mobil Listrik bisa berjalan diatas jalan biasaMobil Listrik bisa berjalan diatas jalan biasa
dan bisa juga berjalan diatas rel tunggaldan bisa juga berjalan diatas rel tunggal
dengan kecepatan 100 km/jam sambil mengisidengan kecepatan 100 km/jam sambil mengisi
baterai (Dual Mode Electric), Mobil yangbaterai (Dual Mode Electric), Mobil yang
ramah lingkunganramah lingkungan

76. Ini adalah contoh KRL jenis monorail yang mungkin dapat
diterapkan dan diadopsi untuk transportasi alternatif di kota yang
padat penduduk dengan mobilitas yang cukup tinggi seperti
Surabaya.

77. Superspeed Maglev = MAGNETIC LEVITATION
The superspeed maglev system Transrapid is an innovative track-bound
transportation system for passenger and high-value cargo traffic at speeds
between 300 to 500 km/h. It is the first fundamental innovation in railroad
technology since the construction of the first railroad.

78. The superspeed maglev system is propelled and braked by means
of a long-stator linear motor. The method by which the linear motor
functions can be derived from a conventional electric motor - the
stator is cut open, stretched, and laid out along the entire length of
the guideway on both sides.

79. Alternating current in the cable windings generates an electromagnetic
wandering field by which the train is pulled along without contact. By changing
the intensity of the current, the thrust and speed of the train can be continuously
varied. The motor can also be used as a generator which then brakes the train.

80. .Only the route segment in whih a vehicle is moving
is supplied with power.

81. The Transrapid maglev system is the most flexible of all known means of
transportation. The system can be used to advantage not only for long
distances but also for short and medium distances in metropolitan areas with
short intervals between stops and still provides short travelling times. And still
the Transrapid represents the least additional stress in densely settled regions.
The Transrapid is quieter, consumes less energy, carries both, passengers and
freight, and can be adapted flexibly to the existing structures.

83. Tugas, membuat tulisan tentang :
• Nrp. akhir 0 dan 5  PLTG dan PLT Panas Bumi.
• Nrp. akhir 1 dan 6  PLTN dan PLT Angin.
• Nrp. akhir 2 dan 7  PLTGU dan PLT Pasang
Surut air laut.
• Nrp. akhir 3 dan 8  PLTA dan PLT Surya
( fotovoltaic )
• Nrp. akhir 4 dan 9  PLTU dan PLT Panas
Matahari