Kajian Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa) Turbin Uap Terintegrasi Rotary Dryer Dengan Pemanfaatan Sampah Campuran Di TPA Toisapu Kota Ambon: Analisis Termodinamika Dan Eksergi
DOI:
https://doi.org/10.31004/joecy.v6i1.7803Keywords:
sampah campuran, PLTSa, Rotary Dryer, Analisis Termodinamika, Analisis EksergiAbstract
Kota Ambon menghadapi permasalahan serius dalam pengelolaan sampah, di mana timbunan harian sekitar 246,74 ton melebihi kapasitas pengangkutan sebesar 185,5 ton sehingga terjadi penumpukan di beberaopa sudut kota dan TPA Toisapu dengan karakteristik sampah campuran berkadar air tinggi (sekitar 55%). Kondisi ini menurunkan nilai kalor efektif (LHV), menyebabkan pembakaran kurang stabil, dan menjadikan kinerja sistem Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa) kurang efisien. Penelitian ini mengkaji sistem PLTSa konfigurasi turbin uap konvensional dengan konfigurasi terintegrasi rotary dryer, di mana uap panas keluaran turbin (170°C, 8 bar) dimanfaatkan sebagai media pengering sekaligus pengkondensasi untuk menurunkan kadar air sampah dari 55% menjadi 12% sebelum pembakaran. Analisis termodinamika dan eksergi dilakukan untuk laju alir sampah 2,1 kg/s dengan kondisi operasi sebagaimana guna membandingkan kinerja kedua sistem PLTSa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses pengeringan meningkatkan LHV dari 3,26 MJ/kg menjadi 7,55 MJ/kg, menaikkan daya listrik netto dari sekitar 0,60 MW menjadi 0,943 MW, serta meningkatkan efisiensi termal dari 8,8% menjadi 10,6% dan efisiensi eksergi dari 7,5% menjadi 10,1%. Analisis eksergi mengidentifikasi boiler sebagai sumber utama destruksi eksergi (sekitar 6,158 MW atau 66,7% dari total 9,232 MW), diikuti oleh rotary dryer dan turbin, sementara kontribusi pompa sangat kecil. Secara keseluruhan, konsep integrasi rotary dryer ini secara signifikan meningkatkan pemanfaatan energi dan eksergi dari sampah campuran serta mendukung pengelolaan sampah dan energi yang lebih berkelanjutan di wilayah pesisir seperti Ambon
References
Arena, U. (2012). Process and technological aspects of municipal solid waste gasification. Waste Management, 32(4), 625-639. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2011.11.016
ASME. (2004). ASME PTC 6-2004: Steam Turbines. New York: American Society of Mechanical Engineers.
ASME. (2010). ASME PTC 4-2013: Fired Steam Generators. New York: American Society of Mechanical Engineers.
Bejan, A. (2016). Advanced Engineering Thermodynamics (4th ed.). Hoboken: John Wiley & Sons.
Aengel, Y. A., & Boles, M. A. (2015). Thermodynamics: An Engineering Approach (8th ed.). New York: McGraw-Hill Education.
Damanhuri, E., & Padmi, T. (2012). Pengelolaan sampah di Indonesia: Permasalahan dan peluang pengembangan teknologi. Jurnal Teknik Lingkungan ITB, 18(2), 89-102.
Dinas Lingkungan Hidup dan Persampahan (DLHP) Kota Ambon. (2024). Laporan Tahunan Timbulan dan Pengelolaan Sampah Kota Ambon Tahun 2024. Ambon: DLHP Kota Ambon.
Dincer, I., & Rosen, M. A. (2013). Exergy: Energy, Environment and Sustainable Development (2nd ed.). Oxford: Elsevier.
Filippis, P. D., & Lavorgna, M. (2014). Municipal solid waste pre-drying for energy recovery: Effects on combustion performance and emissions. Energy Procedia, 45, 643-652. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.01.069
Gebreslassie, B. H., Medrano, M., & Boer, D. (2013). Exergy-based analysis of a waste-to-energy power plant. Energy, 55, 254-262. https://doi.org/10.1016/j.energy.2013.03.084
Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM). (2019). Pedoman Teknis Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Jakarta: Direktorat Jenderal Ketenagalistrikan.
Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan (KLHK). (2020). Status Pengelolaan Sampah Rumah Tangga dan Sampah Sejenis Sampah Rumah Tangga di Indonesia. Jakarta: KLHK.
Kotas, T. J. (2013). The Exergy Method of Thermal Plant Analysis. Oxford: Butterworth-Heinemann.
Kumar, A., & Samadder, S. R. (2017). A review on technological options of waste to energy for effective management of municipal solid waste. Waste Management, 69, 407-422. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.08.046
Moran, M. J., Shapiro, H. N., Boettner, D. D., & Bailey, M. B. (2018). Fundamentals of Engineering Thermodynamics (9th ed.). Hoboken: John Wiley & Sons.
Mujumdar, A. S. (Ed.). (2014). Handbook of Industrial Drying (4th ed.). Boca Raton: CRC Press.
Ozcan, H., & Dincer, I. (2014). Thermodynamic analysis of a municipal solid waste gasification plant. Energy, 71, 811-824. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.05.002
Perry, R. H., & Green, D. W. (2008). Perry's Chemical Engineers' Handbook (8th ed.). New York: McGraw-Hill Education.
Republik Indonesia. (2008). Undang-Undang Nomor 18 Tahun 2008 tentang Pengelolaan Sampah. Lembaran Negara RI Tahun 2008 Nomor 69. Jakarta: Sekretariat Negara.
Republik Indonesia. (2025). Peraturan Presiden Nomor 109 Tahun 2025 tentang Penyelenggaraan Pengelolaan Sampah Berbasis Teknologi Ramah Lingkungan. Jakarta: Sekretariat Negara.
Rosen, M. A., & Dincer, I. (2003). Exergy analysis of waste emissions. International Journal of Energy Research, 27(12), 1153-1163. https://doi.org/10.1002/er.936
Saidur, R., Abdelaziz, E. A., Demirbas, A., Hossain, M. S., & Mekhilef, S. (2011). A review on biomass as a fuel for boilers. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(5), 2262-2289. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.02.015
Sekretariat Jenderal Badan Standardisasi Nasional. (2019). SNI 19-2454-2002: Tata Cara Teknik Operasional Pengelolaan Sampah Perkotaan. Jakarta: BSN.
Sekretariat Jenderal Badan Standardisasi Nasional. (2015). SNI 19-3964-1995: Metode Pengambilan dan Pengujian Contoh Sampah Perkotaan. Jakarta: BSN.
International Organization for Standardization. (2015). ISO 14001:2015 - Environmental Management Systems. Geneva: ISO.
International Organization for Standardization. (2018). ISO 45001:2018 - Occupational Health and Safety Management Systems. Geneva: ISO.
Suryani, A., & Yulianto, A. (2019). Karakteristik sampah pesisir di wilayah timur Indonesia dan implikasinya terhadap teknologi pengolahan. Jurnal Teknik Lingkungan, 25(3), 145-158.
Tan, S. T., Ho, W. S., Hashim, H., Lee, C. T., Taib, M. R., & Ho, C. S. (2015). Energy, economic and environmental (3E) analysis of waste-to-energy (WTE) strategies for municipal solid waste (MSW) management in Malaysia. Energy Conversion and Management, 102, 111-120. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.02.010
Werther, J., & Ogada, T. (1999). Sewage sludge combustion. Progress in Energy and Combustion Science, 25(1), 55-116. https://doi.org/10.1016/S0360-1285(98)00020-3
Zhang, Y., Ghaly, A. E., & Li, B. (2012). Physical properties of corn residues. American Journal of Biochemistry and Biotechnology, 8(2), 44-53. https://doi.org/10.3844/ajbbsp.2012.44.53
Zhao, X., Ma, C., & You, F. (2016). Energy-water nexus of energy infrastructure: An Exergy Analysis Approach. Applied Energy, 180, 432-445. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.08.001
Zhao, Y., & Wang, J. (2017). Exergy analysis of a waste-to-energy power plant with integrated drying system. Energy Conversion and Management, 150, 1020-1030. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.08.062
Zhou, H., Meng, A., Long, Y., Li, Q., & Zhang, Y. (2015). An overview of characteristics of municipal solid waste fuel in China: Physical, chemical composition and heating value. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 36, 107-122. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.04.024
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Gomgom T pangaribuan, Handy Pandey
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
