Winda Wulandari NPM : 1506776212 Komputasi Teknik dan Simulasi - Zero energy building - Pemanfaatan limbah sampah rumah tangga dari kawasan perumahan untuk pembangkit listrik tenaga sampah (PLTsAmpah) untuk kebutuhan lampu jalan kawasan perumahan itu sendiri Winda Wulandari NPM : 1506776212 Komputasi Teknik dan Simulasi
Outline Latar Belakang Tujuan Penelitian Sampah Prinsip Pengolahan Sampah Digestifikasi Anaerobik Formula Perhitungan Potensi Energi Listrik yang dihasilkan Diagram Alur Proses Perhitungan Potensi Biogas dari Sampah Rumah Tangga Hasil dan Analisis Algoritma Flowchart Program Komputer Kesimpulan dan Saran
Latar Belakang PLTSampah Penumpukan Sampah dan Masalah Lingkungan Kebutuhan Energi Meningkat
Perumusan Masalah & Tujuan Penelitan Bagaimana sampah rumah tangga di sebuah komplek perumahan warga dapat dimanfaatkan sebagai energi listrik? Berapa besar potensi energi listrik yang dapat dihasilkan oleh sampah rumah tangga tersebut? Tujuan Penelitian Untuk mengetahui pemanfaatan sampah rumah tangga di sebuah komplek perumahan warga menjadi energi listrik Untuk mengetahui berapa besar potensi energi listrik yang dihasilkan untuk dapat dimanfaatkan
Batasan Masalah Sampah yang dimanfaatkan untuk dikonversi menjadi energi listrik merupakan sampah rumah tangga Kawasan yang menjadi fokus dalam penelitian ini adalah komplek perumahan warga.
Sampah Sampah adalah barang barang yang dianggap sudah tidak terpakai dan dibuang oleh pemilik/pemakai sebelumnya, tetapi masih bisa dipakai kalau dikelola dengan prosedur yang benar
Jenis – jenis Sampah Berdasarkan Sumbernya Berdasarkan Sifatnya Sampah Alam Sampah Manusia Sampah Konsumsi Berdasarkan Sifatnya Sampah Organik (degradable) Sampah Anorganik (undegradable) Berdasarkan Bentuknya Sampah Padat Sampah Cair Sampah Padat, Cair, atau Gas
Digestifikasi Anaerobik Digestifikasi anaerobik adalah proses pembusukan bahan organik oleh bakteri anaerobik pada kondisi tanpa udara, yang menghasilkan biogas dan pupuk cair. Ada dua jenis digestifikasi anaerobik, yaitu alamiah dan buatan.
Formula Perhitungan Potensi Energi Litrik yang dihasilkan Perhitungan Jumlah dari Total Solid (TS) volatile solid (VS) dan Produksi Biogas dalam proses anaerobic digestion Tabel 3.1 Potensi TS, VS dan Produksi Biogas Sampah Organik Jenis Bahan (kg) TS (%) VS dalam TS (%) Produksi Biogas (m3/kg TS) Referensi Sampah Organik 27,7 74,1 0,676 Tanya McDonald, Gopal Achari, dan Abimbola Abiola dalam artikel Feasibility of increased biogas production from the codigestion of agricultural, municipal, and agro-industrial wastes in rural communities
Formula Perhitungan Potensi Energi Litrik yang dihasilkan Perhitungan Jumlah dari Total Solid (TS) volatile solid (VS) dan Produksi Biogas dalam proses anaerobic digestion Maka persamaan untuk menghitung TS, VS dan produksi biogas adalah sebagai berikut: TS = 27,7% x Q ............................................................................(3.1) VS = 74,1% x TS ............................................................................(3.2) VBS = 0,676 x VS ............................................................................(3.3) Dimana: Q = potensi sampah (Kg/hari) TS = total solid (Kg/hari) VS = volatile solid (Kg/hari) VBS = volume produksi biogas (m3/hari)
Formula Perhitungan Potensi Energi Litrik yang dihasilkan Perhitungan jumlah gas metane yang dihasilkan Tabel. Jumlah Volume Gas Metan dari Sampah organik pasar Produksi Biogas (m3/hari) Jumlah Gas Metan (%) Referensi VBS 60 K. Muthupandi, Maret 2007 Persamaan untuk menghitung gas metan adalah: VGM = 60% x VBS ...............................(3.4) Dimana: VGM = volume gas metan (m3/hari) VBS = volume produksi biogas (m3/hari)
Formula Perhitungan Potensi Energi Litrik yang dihasilkan Perhitungan Potensi Energi Listrik yang dihasilkan Tabel. Konversi Energi Gas Metan menjadi Energi Listrik Jenis Energi Setara Energi Referensi 1 Kg Gas Metane 6,13 x 107 J Renewable Energy Conversion, Transmsision and Storage, Bent Sorensen, Juni 2007 1 kWh 3,6 x 106 J 1 m3 Gas Metane 9,39 kWh
Diagram Alur Proses Perhitungan Potensi Biogas dari Sampah Rumah Tangga
Hasil dan Analisis Data Sampah Rumah Tangga Berdasarkan SK. SNI S – 04 – 1991 – 03 Spesifikasi Timbulan Sampah untuk kota kecil dan sedang di Indonesia adalah antara 2,75 – 3,25 liter/orang/hari dan berdasarkan perhitungan hasil konsultan terdahulu bahwa produksi sampah per hari per orang 2,65 liter (skala kota) dengan dasar timbulan tersebut (liter/orang/hari) maka dapat dihitung jumlah sampah rumah tangga yang dihasilkan adalah:
Hasil dan Analisis Data Sampah Rumah Tangga Sampah yang dihasilkan oleh satu orang per hari = 2,65 liter/orang/hari 1 Rukun Warga (RW) = 12 Rukun Tetangga (RT) 1 Rukun Tetangga (RT) = 30 kepala keluarga 1 Rumah = diasumsikan 4 orang (ayah, ibu, dan dua orang anak) Total kepala keluarga dalam 1 RW = 12 x 30 = 360 KK Total warga dalam 1 RW = 360 x 4 = 1440 orang Total sampah yang dihasilkan oleh satu RW adalah sebagai berikut: =1440 orang x 2,65 liter/orang/hari = 3816 liter/hari = 3,75 ton/hari
Hasil dan Analisis Perhitungan jumlah dari total solid (TS) volatile solid (VS) dan Produksi Biogas Berdasarkan perhitungan potensi sampah harian dari kawasan perumahan, sebagai bahan baku biogas adalah: Q = 3,75 ton/hari atau 3750 kg/ hari, dan dengan menggunakan persamaan 4.1,43.2 dan 4.3 berturut-turur dapat diketahui nilai TS, VS dan Produksi Biogas sebagai berikut: TS = 27,7% x Q = 27,7 % x 3750 = 1038,75 kg VBS = 0,676 x VS = 0,676 x 769,71 = 520,33 m3 VS = 74,1% x TS = 74,1% x 1038,75 = 769,71 kg
Hasil dan Analisis Perhitungan Produksi Gas Metane VGM = 60% x VBS Seperti yang telah dijelaskan pada bab-bab sebelumnya, produksi energi pada biogas sebanding dengan produksi gas metane. Dengan diketahui nilai produksi biogas (VBS) sebesar 520,33 m3 dan dengan menggunakan persamaan 4.4 maka dapat diketahui produksi gas metan (VGM) adalah: VGM = 60% x VBS = 60% x 520,33 = 312,2 m3
Hasil dan Analisis Perhitungan Potensi Energi Listrik yang Dihasilkan Dengan diketahui volume gas metane yang dihasilkan, yaitu: 312,2 m3, dan Faktor Konversi (FK) berdasarkan Tabel 4.3. (1 m3 Gas Metan setara 9,39 kWh), sehingga potensi energi listrik yang dihasilkan adalah: E = VGM x FK = 312,2 x 9,39 = 2931,54 kWh = 2.931.540 Wh
Jenis Proses Perhitungan Hasil dan Analisis Perhitungan Potensi Energi Listrik yang Dihasilkan Hasil perhitungan kapasitas biogas dan PLT Biogas Jenis Proses Perhitungan Hasil Perhitungan Potensi Sampah Rumah Tangga (Q) 3750 kg/ hari Perhitungan jumlah dari total solid (TS) 1038,75 kg Perhitungan jumlah dari volatile solid (VS) 769,71 kg Perhitungan jumlah volume produksi biogas (VBS) 520,33 m3 Perhitungan jumlah volume gas metan (VGM) 312,2 m3 Perhitungan potensi energi listrik (E) 2931,54 kWh
Hasil dan Analisis Perhitungan Kebutuhan Lampu Jalan di Perumahan Warga Lampu jalan dipasang disetiap 4 buah rumah, dengan lampu jalan LED 50 watt. Kebutuhan lampu untuk perumahan = 360 kepala keluarga (rumah) : 4 = 90 buah lampu jalan Kebutuhan daya yang diperlukan = 90 buah lampu jalan x 50 W x 12 jam = 54000 Wh Maka, dengan potensi energi listrik sebesar 2931,54 kWh atau sama dengan 2.931.540 Wh, maka dapat memenuhi kebutuhan daya listrik untuk lampu jalan perumahan 54.000 Wh.
Hasil dan Analisis Perhitungan Biaya Listrik yang dibutuhkan Berdasarkan penetapan penyesuaian tarif tenaga listrik (tariff adjusment) bulan mei 2016 yang diterbitkan oleh PT. PLN (Persero), tarif listrik untuk Rumah Tangga R1/Tegangan rendah (TR) daya 1.300 VA adalah Rp. 1.355,45/kWh. Biaya yang dibutuhkan untuk listrik lampu jalan perumahan per hari = 54 kWh x Rp. 1.355,45/kWh = Rp. 73.194,3,- Keuntungan yang dihasilkan dengan pemanfaatan PLTSa = 2931,54 kWh x Rp. 1.355,45/kWh = Rp. 3.973.555,893,- Dengan memanfaatkan PLTSampah, maka dapat menghemat hingga: = Rp. 3.973.555,893 - Rp. 73.194,3- = Rp. 3.900.361,593,-
Algoritma Mulai Masukkan input total sampah rumah tangga, jumlah lampu yang diinginkan dan daya lampu Metode Piecewise Hitung energi yang dihasilkan Hitung biaya yang dihemat dengan PLTSa Ulangi? (Yes / No) Selesai
Flowchart
Program Komputer
Program Komputer
Program Komputer
Program Komputer
Kesimpulan Pencemaran lingkungan hidup akibat sampah dapat diselesaikan secara komprenhensif, dengan mengubah sudut pandang, sampah bukan sumber masalah, tapi sumber energi yang dapat di perbaharui, dan sampah perlu dikelola dengan manajemen yang baik dapat menghasilkan income dari penjualan pupuk kompos dan energi listrik. Volume Sampah dari perumahan warga mencapai 3,75 ton/hari, dapat dijadikan sumber energi listrik alternatif sebesar 2931,54 kWh. Dengan energi listrik yang dihasilkan di atas, dapat mencukupi kebutuhan lampu jalan perumahan tersebut. Komputasi teknik menjadi sangat penting dan sangat membantu dalam proses perhitungan pada kasus ini.
Saran Perlu dilakukan studi kelayakan secara menyeluruh terhadap pembangunan Pembangkit Listrik Sampah Kota (PLTSa), baik dari kajian Teknis, Ekonomis, Estetika, dan Amdal.
Terima kasih.