Pemanfaatan limbah sampah rumah tangga dari kawasan

- 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
Kebutuhan Energi Meningkat
Penumpukan Sampah
dan Masalah
Lingkungan
Perumusan Masalah & Tujuan Penelitan
Perumusan Masalah
1.
Bagaimana sampah rumah tangga di sebuah komplek
perumahan warga dapat dimanfaatkan sebagai
energi listrik?
2.
Berapa besar potensi energi listrik yang dapat
dihasilkan oleh sampah rumah tangga tersebut?
Tujuan Penelitian
1.
Untuk mengetahui pemanfaatan sampah rumah
tangga di sebuah komplek perumahan warga menjadi
energi listrik
2.
Untuk mengetahui berapa besar potensi energi listrik
yang dihasilkan untuk dapat dimanfaatkan
Batasan Masalah
1.
2.
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
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)
Sampah
Organik
TS (%)
27,7
VS dalam
Produksi Biogas
TS (%)
(m3/kg TS)
74,1
0,676
Referensi
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
Jumlah Gas Metan
(m3/hari)
(%)
VBS
60
Referensi
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
1 kWh
3,6 x 106 J
Conversion, Transmsision
1
m3
Gas Metane
9,39 kWh
and Storage, Bent
Sorensen, Juni 2007
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
1 Rukun Warga (RW)
1 Rukun Tetangga (RT)
1 Rumah
= 2,65 liter/orang/hari
= 12 Rukun Tetangga (RT)
= 30 kepala keluarga
= 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
VS
= 74,1% x TS
= 74,1% x 1038,75
= 769,71 kg
VBS
= 0,676 x VS
= 0,676 x 769,71
= 520,33 m3
Hasil dan Analisis
• Perhitungan Produksi Gas Metane
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
Hasil dan Analisis
• Perhitungan Potensi Energi Listrik yang Dihasilkan
Hasil perhitungan kapasitas biogas dan PLT Biogas
Jenis Proses Perhitungan
Potensi Sampah Rumah Tangga (Q)
Hasil Perhitungan
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
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
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.