Efisiensi Carnot adalah efisiensi teoritis tertinggi yang dapat dicapai sebuah mesin kalor yang beroperasi melalui sebuah siklus termodinamika.
PLTU dikategorikan sebagai sebuah mesin kalor yang memanfaatkan uap panas kering (steam) sebagai fluida kerja. Boiler sebagai “penanak air” mengubah air menjadi uap yang kemudian menggerakkan turbin dan generator untuk menghasilkan listrik. Uap yang telah kehilangan energinya berubah wujud menjadi air setelah melewati condenser untuk kemudian digunakan kembali.
Berdasarkan sifat uap yang digunakan sebagai fluida kerja, teknologi PLTU dikategorikan menjadi Sub-critical, Super-critical, dan Ultra-supercritical. Teknologi Ultra-supercritical maupun super-critical pada boiler mampu menghasilkan uap super-critical dengan temperatur dan tekanan lebih tinggi dibandingkan boiler sub-critical.
Jika ditilik pada diagram fasa air-uap, uap akan berwujud super-critical pada temperatur dan tekanan di atas 370 derajat Celcius dan 22 Mpa.
Teknologi Super-critical dan Ultra-supercritical memungkinkan air berubah menjadi uap super-critical tanpa melalui fasa “pendidihan” yang menghasilkan campuran uap - air seperti pada boiler sub-critical.
Teknologi super-critical menerapkan desain metalurgi yang sangat baik untuk dapat beroperasi pada temperatur dan tekanan tinggi. Pemilihan material menjadi kunci perkembangan teknologi ini ke depannya.
Efisiensi Carnot merupakan kondisi ideal dimana energi yang masuk pada suatu sistem dapat sepenuhnya digunakan untuk melakukan kerja (tanpa adanya rugi-rugi). Walau tak mungkin bisa dicapai pada sebuah mesin aktual, persamaan ini menjadi panduan bagi produsen mesin yang beroperasi berdasarkan siklus termodinamika (seperti kulkas, AC, mesin mobil, mesin pesawat, hingga Boiler pada PLTU) untuk meningkatkan efisiensinya.
Lewat persamaan di atas, kita tahu bahwa peningkatan efisiensi dapat dicapai dengan meningkatkan Thot serta menurunkan Tcold. Untuk mesin yang bekerja pada kondisi aktual, Tcold terendah yang dapat dicapai adalah temperatur ambient (temperatur lingkungan yaitu 25 derajat Celcius)
Teknologi Super-critical dan Ultra-supercritical pada PLTU meningkatkan efisiensi pembangkit secara keseluruhan dengan mengoperasikan uap pada temperatur sangat tinggi ( > 500 derajat Celcius). Untuk dapat mengalirkan uap pada temperatur setinggi ini tanpa mengalami kegagalan material, boiler super-critical didesain dengan spesifikasi material yang lebih baik dibandingkan boiler sub-critical pada umumnya.
Dengan matangnya teknologi super-critical maupun ultra-supercritical Boiler berkat pengembangan yang sudah dilakukan sejak 50 tahun silam, efisiensi yang dihasilkan dapat lebih baik dari sisi investasi maupun pengoperasian khususnya untuk PLTU skala besar
Di Indonesia, PLTU Jawa 7 yang berlokasi di kompleks PLTU Suralaya Banten serta PLTU Jawa 8 (Cilacap Ekspansi) akan menjadi PLTU berkapasitas besar yang menerapkan teknologi Ultra Super-critical.
Post a Comment