## SINERGI Polmed : JURNAL ILMIAH TEKNIK MESIN
Homepage jurnal: http://ojs.polmed.ac.id/index.php/Sinergi/index

## EFISIENSI  TURBIN  GAS  TERHADAP  VARIASI  BEBAN  OPERASI DI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS
Semilir Tara Difpa a* , Nabilah Mahfuzah a , Sihar Siahaan b
a Program Studi Teknik Konversi Energi,  Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan, Jl.  Almamater No.1, Padang Bulan, Kec. Medan Baru, Kota Medan, Sumatera Utara 2015, Indonesia
b Program Studi Teknologi Rekayasa Energi Terbarukan, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan, Jl. Almamater No. 1, Padang Bulan, Kec. Medan Baru, Kota Medan, Sumatera Utara 2015, Indonesia *Corresponding authors at: semilirtaradifpa@students.polmed.ac.id (S.T. Difpa) Tel.: +6218-590-34110
I N F O A R T I K E L

## Riwayat artikel:
Diajukan pada 26 September 2023 Direvisi pada 09 November 2023 Disetujui pada 28 November 2023 Tersedia daring pada 02 Maret 2024

## Kata kunci:
Energi listrik, turbin gas, kompressor, efisiensi, standar
Keywords: Electrical energy, gas turbines,compressor, efficiency, standard
A B S T R A K
Melihat kebutuhan pemakaian energi listrik di Indonesia yang semakin meningkat, maka dibutuhkan  sistem  pembangkitan  tenaga  listrik  dengan  efisiensi  operasional  yang maksimal, maksudnya adalah suatu pembangkit listrik yang hasil dari pengoperasiannya menghasilkan energi listrik yang efisien dan didasarkan pada aturan dan standar yang ada.  Besarnya  kapasitas  energi  listrik  yang  dihasilkan  oleh  pembangkit  listrik  dapat dipengaruhi oleh besarnya nilai efisiensi yang berasal dari komponen peralatan yang ada pada  pembangkit  tersebut  seperti  kompresor,  turbin  dan  sistem  pada  unit  PT  PLN Nusantara Power Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG). Efisiensi pada PLTG Glugur mengalami  penurunan  akibat  beberapa  faktor  seperti  usia  yang  sudah lama  beropeasi, terjadinya  gangguan,  derating  (penurunan  nilai  beban),  kesalahan  manuver pengoperasian peralatan, proses pemeliharaan yang kurang maksimal, serta faktor-faktor lain. Berdasarkan Boyce tahun 2001 disebutkan idealnya nilai efisiensi sistem pada unit PLTG  berkisar  antara  30%-46%  dengan  kapasitas  beban  yang  dihasilkan  unit  PLTG tersebut  sebesar  5  MW  sampai dengan 10  MW. Setelah dilakukan perhitungan,  dapat disimpulkan hasil nilai efisiensi tertinggi, terendah, dan rata-rata pada kompresor, turbin, dan  sistem  pada  unit  PLTG  Glugur  di  PT  PLN  (Nusantara  Power)  Unit  Pembangkit Listrik Tenaga Gas. Nilai efisiensi tertinggi pada kompresor, turbin, dan sistem pada unit PLTG secara berturut-turut sebesar 80%, 95%, dan 43%. Nilai efisiensi terendah secara berturut-turut  sebesar  67%,  84%,  dan  19%.  Sedangkan  nilai  efisiensi  rata-rata  secara berturut-turut sebesar 75,61%, 92%, dan 33,2%.
A B S T R A C T
As a result of the growing demand for electricity in Indonesia, it is necessary to have a power  production  system  that  has  the  highest  possible  operational  efficiency.  This denotes  a  power  plant  that,  as  a  consequence  of  its  operation,  generates  electrical energy in an efficient manner and is based on the rules and standards that are now in place. The size of the efficiency value that is derived from the equipment components in the  power  plant,  such  as  the  compressor,  turbine,  and  system  in  the PLTG  PT  PLN ( Nusantara Power ), can have an effect on the amount of electrical energy capacity that is  generated  by  the  power  plant.  A  number  of  reasons,  including  long-running  age, interruption,  derating  (decreased  load  value),  manoeuvring  operation  of  equipment operations, less maximum maintenance procedure, and other factors, contributed to a decrease  in  the  efficiency  of  the PLTGU unit  GTG 2.3 .  As  a  result,  it  is  essential  to conduct an evaluation of the effectiveness of the operational system in PLTG in order to determine whether the unit is still running within its boundaries or whether it is at an unviable condition. In accordance with Boyce's findings from 2001 , it is indicated that the ideal range for system efficiency in PLTG units is between 30 and 46 % , and the load capacity that is created by the PLTG unit can range anywhere from 5 to 10 magnitudes. Based on the results of the calculation, it is possible to draw conclusions regarding the maximum, lowest, and average efficiency of the compressor, turbine, and system in the PLTG Glugur  unit  at  the PT PLN (Nusantara  Power).  In PLTG units,  the  maximum efficiency values for compressors, turbines, and systems were respectively 80% , 95% , and 43% . Following in quick succession, the lowest efficiency value is 67% , followed by 84% , and then 19% . On the other hand, the average efficiency value in succession was 75.61% , 92% , and 33.2% respectively.

## 1. PENGANTAR
Pada masa kini di mana teknologi serta kebutuhan akan energi semakin meningkat. Energi listrik merupakan salah satu faktor yang sangat  penting  sebagai pendorong  terjadinya  suatu  peningkatan  kemajuan  seperti  di bidang  ekonomi,  industri  dan property perumahan (Rahmat Kurniawan & Mulfi Hazwi, 2014). Teknologi yang menggunakan energi listrik sebagai sumber energi utamanya peningkatan laju konsumsi harus diiringi dengan berkembangnya sistem pembangkit agar tercukupi permintaan akan energi listrik sehingga memungkinkan bagi pusat pembagian untuk lebih efisien dalam mengelola sistem pembangkit (Gusnita & Said, 2017). Maka dibutuhkan pembangkit listrik yang handal dengan efisiensi operasional yang maksimal, maksudnya adalah suatu pembangkit listrik yang hasil dari pengoperasiannya menghasilkan  energi  listrik  yang  efisien  dan  didasarkan  pada  aturan  dan  standard  yang  ada.  Pembangkit  listrik  tenaga  gas  atau  PLTG adalah salah satu pembangkit listrik yang ada di Indonesia sebagai upaya dan pemanfaatan energi agar lebih efisien serta dapat mencakup permintaan akan energi listrik yang semakin meningkat. Pada PLTG terdapat berbagai macam komponen utama yaitu kompresor, turbin, combustor  dan  generator.  Jika  komponen-komponen  tersebut  digunakan  secara  terus  menerus,  maka  akan  mempengaruhi  keandalan (performa) dan umur pakainya ( lifetime ). Hal ini akan berpengaruh langsung terhadap efisisensi pembangkit. Jika efisiensi pembangkit rendah maka perbandingan biaya operasional tidak sebanding dengan jumlah produksinya Moch Muchlis & Adhi Darma Permana 2013).
Kebutuhan  listrik dapat  berubah-ubah  tiap  waktunya  sehingga juga  mempengaruhi permintaan  jumlah  listrik  oleh konsumen. Oleh karena itu, PLTGU sering mengalami perubahan beban produksi untuk menyesuaikan jumlah produksi dengan permintaan konsumen. Dalam merespon perubahan beban, maka secara otomatis suplai bahan bakar, suplai udara pembakaran, serta gas buangnya akan berubah. Perubahan beban kerja pembangkit pun juga akan mempengaruhi efisiensi dari pembangkit.
Beban yang optimal dapat diketahui efisiensi paling tinggi terhadap beban pada pada unit PLTG. Maka dapat diketahui bahwa semakin besar proses pembebanan maka semakin besar efisiensinya. Hal ini akan berguna nantinya sebagai rekomendasi beban operasi yang paling bagus. Oleh karena itu dilakukan penelitian ini dengan judul Analisis Efisisensi Turbin Gas Terhadap Beban Operasi di PLTG Glugur. Pada penelitian ini menggunakan metode siklus brayton karena cara kerja turbin gas menggunakan metode siklus brayton sehingga sangat tepat bila menggunakan metode tersebut untuk menentukan beban paling optimal pada PLTG.

## 2. METODE PENELITIAN

## 2.1 Tempat Penelitian
PT PLN Nusantara Power Unit Layanan Pengendalaian dan Pembangkitan Belawan Unit Layanan Pembangkitan Listrik Tenaga Gas (ULPTG) Glugur medan adalah sebuah unit penganti atau sering disebut (standby unit). Khususnya untuk daerah kota Medan, dengan kata lain unit ini berperan sebagai pembantu apabila unit yang berada dipusat sedang mengalami overhaul . Gambar 1 ULPTG Glugur.
Gambar 1: ULPTG Glugur
2.2 Alat dan Bahan
a. Alat pengujian
Alat yang digunakan untuk melakukan penelitian mengenai analisis efisiensi.
1) Laptop ACER
2) Kalkulator Scientific
b.  Bahan Pengujian
Bahan  yang  digunakan  selama  proses  penelitian  ini  yaitu  data  P1  (tekanan  udara  lingkungan),  P2  (tekanan  keluar kompresor/absolute),  P4  (tekanan  diluar  turbin),  T1  (temperatur  udara  lingkungan),  T2  (temperatur  keluar  kompresor),  T4 (temperatur keluar turbin), dan daya output generator yang diperoleh dari trending data operator serta data massa jenis bahan bakar dan nilai kalor bahan bakar yang diperoleh dari divisi EPMO (Energi Primer dan Material Operasi) PT Nusantara Power Pembangkit Listrik Tenaga Gas PLTG Glugur Medan.

## 2.3 Flowchart
Diagram  flowchart  yang  digunakan  selama  proses  penelitian  ini  yaitu  data  P1  (tekanan  udara  lingkungan),  P2  (tekanan  keluar kompresor/absolute),  P4  (tekanan  diluar  turbin),  T1  (temperatur udara  lingkungan),  T2  (temperatur  keluar kompresor),  T4  (temperatur keluar turbin), dan daya output generator terdapat pada gambar 2.
Gambar 2: Diagram alir ( flowchart ) proses pengolahan data

## 2.4 Spesifikasi Unit PLTG (Jhon Brown Engineering)
Spesifikasi  Unit  yang  digunakan  selama  proses  penelitian  ini  yaitu  data  P1  (tekanan  udara  lingkungan),  P2  (tekanan  keluar kompresor/absolute),  P4  (tekanan  diluar  turbin),  T1  (temperatur udara  lingkungan),  T2  (temperatur  keluar kompresor),  T4  (temperatur keluar turbin), dan daya output generator terdapat pada gambar 3 dan Tabel 1-2..
Tabel 1: Spesifikasi Performansi Unit PLTG Glugur Data Performa Unit JBE Base Load Load 75% Load 50% Generator Output (kW) 109710 82290 54840 Air Flow (kg/s) 383 315 316 Fuel Flow (kg/s) 8,14 6.1 4.6 Heat Rate (kJ/kWh) 11107 - - Exhaust Gas Flow (kg/s) 391 321.5 320,8 Exhaust Gas Temperature (°C) 550,8 552.7 447,3 Exhaust Pressure (mbar gauge) 1,045 1.045 1,045 Tabel 2: Spesifikasi Gas Turbin Unit PLTG Glugur Peralatan Spesifikasi Turbin Gas Kompressor
Buatan SCOTLAND Type
PG 5341 N Daya Terpasang Base: Peak: 19.980 KW 21.600 KW Tingkatan 2 Putaran Jenis 5100 RPM Axial Flow Tingkatan 17 Putaran 5100 RPM Ruang Bakar Jumlah Ruang Bakar 10 Type Tubular Multican Jumlah Nozzle 10 Penyalaan Mulai Spark Plug Jumlah Busi 2 Generator Merk Brush Type - Putaran 3000 RPM Daya 109.2 KW Tegangan 260 V DC Phase/frekuensi 3/50 HZ Arus 420 A

## 2.5 Data Operasi Unit PLTG Glugur
Data operasi berupa T1, T2, P2, T4, BB, dan NKBB unit PLTG Glugur 2.3 pada tanggal 21 September 2022 dapat dilihat pada tabel 3 Data Operasi Unit PLTG Glugur.
Tabel 3: Data Operasi Unit PLTG Tanggal 21 September 2022 Waktu (Per 1 jam) Load (MW) T1 (°C) T2 (C) T4 (°C) P2 (bar) ṁBB (kg/s) NKBB (kJ/kg) 07:00 5021,0 28,06 293,74 6,17 307,54 12,95 2580,7 08:00 4982,1 29,55 294,94 6,27 316,92 12,8 2580,7 09:00 7492,3 29,31 295,83 6,17 322,95 16,11 2580,7 10:00 7524,9 30,11 298,38 6,17 322,15 17,39 2580,7 11:00 9925,1 30,37 298,46 6,27 325,06 21,44 2580,7 12:00 9981,0 31,73 298,32 6,27 330,84 32,44 2580,7 13:00 9979,2 31,39 289,67 6,08 333,3 32,60 2580,7 14:00 9991,0 30,63 298,72 6,27 335,84 37,11 2580,7 15:00 10662 30,07 299,71 6,17 336,13 43,50 2580,7 16:00 10086,4 30,07 299,65 6,27 338,57 45,60 2580,7 17:00 10201 29,62 299,14 6,27 339,33 46,94 2580,7 18:00 10191 28,89 300,76 6,27 340,15 51,60 2580,7 19:00 10084,7 27,47 300,03 6,27 342,7 53,82 2580,7 20:00 10132,0 27,09 301,06 6,17 345,74 54,32 2580,7 21:00 10254,5 27,33 301,24 6,17 345,46 56,21 2580,7 22:00 10097,0 27,29 302,75 6,27 345,02 57,40 2580,7 23:00 10230,8 27,61 302,01 6,27 346,36 59,80 2580,7 24:00 10194,2 26,95 303,34 6,17 347,53 63,70 2580,7
24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 0 7 .0 0
0 8 .0 0
0 9 .0 0
1 0 .0 0
1 1 .0 0
1 2 .0 0
1 3 .0 0
1 4 .0 0
1 5 .0 0
1 6 .0 0 1 7 .0 0 1 8 .0 0 1 9 .0 0 2 0 .0 0 2 1 .0 0 2 2 .0 0 2 3 .0 0 2 4 .0 0
Te m p er a tu r ( o C) Waktu (jam) Temperatur ˚C

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Nilai Rata-Rata Data Operasi Unit PLTG Glugur

## 3.1.1  Daya Output
Fluktasi nilai daya yang dihasilkan pada unit PLTG Glugur dipengaruhi oleh kebutuhan beban yang digunakan konsumen yang nilainya diatur oleh pembagi beban (PLN). Penggunaan beban tertinggi berkisar mulai dari pukul 15.00 hingga pukul 24.00. Daya yang dihasilkan mempengaruhi nilai efisiensi pada sistem. Semakin besar daya yang dihasilkan maka nilai efisiensinya semakin baik, tetapi hal tersebut juga dipengaruhi oleh energi bahan bakar gas yang digunakan. Daya tertinggi yang dihasilkan unit PLTG Glugur yaitu sebesar 10662,0 MW pada pukul 15.00, sedangkan daya terendah sebesar 4982,1 MW pada pukul 08.00 pada gambar 4.
Gambar 4: Daya output unit PLTG Glugur

## 3.1.2  Temperatur Masuk Kompresor
Temperatur pada T1 memiliki nilai tertinggi sebesar 31,73 °C pada pukul 12.00, hal tersebut dikarenakan tingginya temperatur pada siang hari, sedangkan nilai terendah T1 sebesar 26,95 °C pada pukul 24.00, hal tersebut dapat disebabkan oleh cuaca mendung atau memasuki malam atau pagi hari yang menyebabkan temperaturnya rendah. Nilai rata-rata temperatur masuk kompresor yang ada pada unit PLTG Glugur yaitu sebesar 29,08556°C pada gambar 5.
Gambar 5: Grafik temperatur masuk kompresor unit PLTG Glugur
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 0 7 .0 0 0 8 .0 0 0 9 .0 0 1 0 .0 0 1 1 .0 0 1 2 .0 0 1 3 .0 0 1 4 .0 0 1 5 .0 0 1 6 .0 0 1 7 .0 0 1 8 .0 0 1 9 .0 0 2 0 .0 0 2 1 .0 0 2 2 .0 0 2 3 .0 0 2 4 .0 0 O u tp u t (w a tt) Waktu (jam)
Daya Output
280 285 290 295 300 305 0 7 .0 0 0 8 .0 0 0 9 .0 0 1 0 .0 0 1 1 .0 0 1 2 .0 0 1 3 .0 0 1 4 .0 0 1 5 .0 0 1 6 .0 0 1 7 .0 0 1 8 .0 0 1 9 .0 0 2 0 .0 0 2 1 .0 0 2 2 .0 0 2 3 .0 0 2 4 .0 0 Te m p er a tu r ( o C) Waktu (jam) Temperatur ˚C 5.95 6.00 6.05 6.10 6.15 6.20 6.25 6.30 0 7 .0 0 0 8 .0 0
0 9 .0 0
1 0 .0 0
1 1 .0 0
1 2 .0 0
1 3 .0 0
1 4 .0 0
1 5 .0 0
1 6 .0 0 1 7 .0 0 1 8 .0 0 1 9 .0 0 2 0 .0 0 2 1 .0 0 2 2 .0 0 2 3 .0 0 2 4 .0 0
Te k a n a n (b a r) Waktu (jam) Tekanan (Bar)

## 3.1.3  Temperatur Keluar Kompresor
Berdasarkan grafik pada Gambar 6, temperatur pada T2 memiliki nilai tertinggi sebesar 303,34 °C pada pukul 24.00, hal tersebut dapat disebabkan oleh rendahnya temperatur udara yang masuk pada kompresor, sedangkan nilai T2 terendah sebesar 289,67 °C pada pukul 13.00, hal itu dikarenakan tingginya temperatur udara yang masuk pada kompresor. Besarnya nilai T2 dipengaruhi oleh rambatan temperatur pada material turbin karena kompresor dirangkai menyatu dengan turbin. Temperatur udara yang masuk, tekanan udara, serta  kebersihan  dari  sudu-sudu  pada  kompresor  juga  dapat  mempengaruhi  nilai  pada  T2.  Nilai  rata-rata  T2  (temperatur  keluar kompresor) yang ada pada unit PLTG Glugur yaitu sebesar 29876,39 °C.

## Gambar 6: Grafik temperatur keluar kompresor unit PLTG Glugur

## 3.1.4  Tekanan Keluar Kompresor
Nilai P2 merupakan tekanan yang keluar dari kompresor. Berdasarkan grafik pada siklus Bryton, nilai P2 sama dengan nilai P3. Tekanan yang dihasilkan ini dipengaruhi oleh kebersihan sudu-sudu kompresor dan pressure pada udara yang masuk pada kompresor. Berdasarkan data operasi yang telah diperoleh, nilai maksimal pada P2 sebesar 6,27 bar. Bar yang terdapat pada pukul 11.00 s/d 13.00 dan 15.00 s/d 24.00 hal tersebut disebabkan oleh bersihnya kondisi udara yang masuk pada kompresor, sedangkan nilai P2 minimum sebesar 6,08 bar pada pukul 08.00 s/d 10.00, hal ini disebabkan kurang bersihnya udara yang masuk pada kompresor. Nilai rata-rata tekanan keluar kompresor yang ada pada unit PLTG Glugur yaitu sebesar 6,2205 bar pada gambar 7.
0 10 20 30 40 50 60 70 0 7 .0 0 0 8 .0 0 0 9 .0 0 1 0 .0 0 1 1 .0 0 1 2 .0 0 1 3 .0 0 1 4 .0 0 1 5 .0 0 1 6 .0 0 1 7 .0 0 1 8 .0 0 1 9 .0 0 2 0 .0 0 2 1 .0 0 2 2 .0 0 2 3 .0 0 2 4 .0 0
La ju a li ra n b a h a n b a k a r (k g /s ) Waktu (jam) Laju Aliran Bahan Bakar 280 290 300 310 320 330 340 350 360 0 7 .0 0 0 8 .0 0 0 9 .0 0 1 0 .0 0 1 1 .0 0 1 2 .0 0 1 3 .0 0 1 4 .0 0 1 5 .0 0 1 6 .0 0 1 7 .0 0 1 8 .0 0 1 9 .0 0 2 0 .0 0 2 1 .0 0 2 2 .0 0 2 3 .0 0 2 4 .0 0 Te m p er a tu r ( o C) Waktu (jam) Temperatur ˚C

## 3.1.5  Temperatur Keluar Turbin
Semakin tinggi nilai T4, maka efisiensi yang dihasilkan akan semakin baik, tetapi tingginya temperatur tersebut memiliki batasan maksimal yang sudah ditentukan pada spesifikasi turbin yaitu sebesar 550.8°C. Temperatur tertinggi pada T4 yaitu sebesar 347,53 °C pada  pukul  24.00,  nilai  tersebut  dipengaruhi  oleh  besarnya  laju  aliran  udara  yang  masuk  pada  kompresor,  sedangkan  temperatur terendah pada T4 sebesar 307,54°C pada pukul 07.00. Nilai rata-rata temperatur yang keluar dari turbin pada unit PLTG Glugur yaitu sebesar 334,5328 °C pada gambar 8.
Gambar 8: Grafik temperatur keluar turbin unit PLTG Glugur

## 3.1.6  Laju Aliran Bahan Bakar
Nilai maksimal laju aliran pada bahan bakar berdasarkan data operasi yang diperoleh yaitu sebesar 95,3 kg/s yang terdapat pada pukul  14.00,  sedangkan  nilai  minimum  laju  aliran  pada  bahan  bakar  sebesar  50,7  kg/s  pada  pukul  22.00.  Nilai  laju  aliran  udara dipengaruhi  oleh  besarnya  nilai daya  yang  dihasilkan  dan  nilai  energi yang digunakan pada  proses  pembakaran.  Laju  aliran  bahan bakar  ini  mempengaruhi  proses  pembakaran  pada  combustion  chamber.  Besarnya  nilai  ini  harus  disesuaikan  dengan  udara  yang digunakan agar proses pembakaran dapat berlangsung secara optimal. Nilai rata rata laju aliran bahan bakar pada unit PLTG Glugur yaitu sebesar 5.39 kg/s pada gambar 10.

## 3.2 Perhitungan Nilai Efisiensi

## 3.2.1  Perhitungan Kondisi 1 dan 2
Pada kondisi pertama, udara yang masuk ke kompresor diperoleh dari lingkungan (udara atmosfir) melalu air inlet. Pada kondisi ini udara akan dikompresikan menuju ruang bakar dengan diketahui data temperatur dan tekanan dari tabel data operasi, untuk mencari nilai  entalpi  udaranya  digunakan  cara  yang  sama  seperti  sebelumnya  (kondisi  1).  Kondisi  yang  didapat  merupakan  kondisi  ideal, kondisi ini berlangsung proses kompresi isentropic yang mendapatkan nilai Pr1 sebagaimana yang ada pada tabel 4 di atas. Dari nilai Pr′2 yang didapat, selanjutnya digunakan untuk mencari  h’2 ( entalpi udara)  menggunakan  interpolasi  dan  tabel  yang  sama  seperti sebelumnya.
Tabel 4: Hasil Perhitungan Kondisi 1 Dan 2 Waktu (Per 1 jam) Kondisi 1 h1 (kJ/kg) Kondisi 2 h2 (kJ/kg) Pr1 Pr’2 h’2 (kJ/kg) 07:00 298,18 571,42 1,43 8,527 499,82 08:00 299,18 572,46 1,38 8,823 507,08 09:00 300,19 573,5 1,43 8,847 507,5 10:00 301,19 576,63 1,43 8,69 509,16 11:00 303,2 576,63 1,36 8,823 509,83 12:00 304,21 576,94 1,46 9,091 510,12 13:00 305,22 577,59 1,45 9,208 510,26 14:00 304,22 577,68 1,43 8,718 511,82 15:00 308,23 578,72 1,56 8,966 513,79 16:00 303,2 579,77 1,52 9,625 514,27 17:00 305,22 580,8 1,4 9,378 516,01 18:00 304,21 580,44 1,38 8,69 517,8 19:00 300,2 580,81 1,43 8,823 520,12 20:00 303,2 578,72 1,46 8,401 518,08 21:00 304,21 579,68 1,45 8,946 516,12 22:00 305,22 580,5 1,42 8,847 520,12 23:00 304,21 583,72 1,43 8,986 522,46 24:00 308,23 583,95 1,47 9,091 522,67

## 3.2.2  Perhitungan Kondisi 3 dan 4
Pada kondisi ini terjadi proses pembakaran pada ruang bakar (combustion chamber) , bahan bakar berupa gas akan dicampurkan dengan udara yang sebelumnya dikompresi pada kompresor dan pemantik api menggunakan spark plug yang digunakan agar proses pembakaran dapat berlangsung. Fluida dari hasil pembakaran tersebut akan keluar menuju turbin untuk menggerakkan sudu-sudu pada turbin yang akan mengubah energi fluida hasil pembakaran menjadi energi gerak. Dari nilai Pr3 yang didapat, selanjutnya digunakan untuk mencari h3 (entalpi pada kondisi 3) menggunakan interpolasi dan tabel yang sama seperti sebelumnya. Nilai T3 tidak dapat diketahui  oleh  sistem  karena  nilai  temperaturnya  terlalu  tinggi,  maka  dapat  dihitung  menggunakan  interpolasi  dan  tabel  gas  ideal menggunakan hasil h3 yang telah didapat sebelumnya. Pada kondisi ini terjadi proses ekspansi gas buang dari hasil pembakaran pada turbin. Temperatur gas buang ini menjadi lebih tinggi dari gas ideal, hal tersebut dikarenakan adanya proses gesekan antara gas hasil pembakaran dengan sudu-sudu pada turbin pada tabel 5.

## Tabel 5: Hasil Perhitungan Kondisi 3 Dan 4
Waktu Kondisi 3 Kondisi 4 Pr4 Pr3 h3 (kJ/kg) T3 (K) h4 (kJ/kg) T'4 (K) h'4 (kJ/kg) 07.00 14,38 122,28 939,7 938,44 522,59 499,45 502,45 08.00 15,36 124,87 938,44 987,95 560,84 517,32 520,8 09.00 15,21 134,79 1032,31 906,03 598,61 542,88 547,34 10.00 15,9 138,27 1966,16 1017,61 595,47 585,8 566,04 11.00 16,58 138,94 1079,16 1028,94 604,92 560,96 566,17 12.00 16,89 139,75 1069,62 1040,67 607,12 560,84 572,68 13.00 17,19 141,46 1095,08 1042,8 610,17 561,76 573,18 14.00 17,51 142,35 1032,31 1047,88 613,32 567,21 578,74 15.00 17,61 145,1 110,92 1050,63 615,42 567,77 579,42 16.00 17,83 147,61 1104,09 1055,39 616,47 573,02 585,71 17.00 17,4 143,1 1102,63 1058,09 619,63 577,32 588,15 18.00 18,14 145,84 1112,67 1051,43 618,58 575,94 587,52 19.00 18,36 151,1 1117,3 1062,11 620,69 581,42 588,39 20.00 18,65 147,47 1122,42 1063,43 622,8 583,43 589,04 21.00 17,83 137,48 1105,75 1064,73 625,96 587,41 593,52 22.00 18,14 147,61 1113,34 1065,43 627,01 624,62 628,26
Waktu Kondisi 3 Kondisi 4 Pr4 Pr3 h3 (kJ/kg) T3 (K) h4 (kJ/kg) T'4 (K) h'4 (kJ/kg) 23.00 17,98 148,68 1129,53 1066,56 628,07 620,18 632,94 24.00 18,36 149,75 1145,84 1072,73 632,3 622,42 662,08

## 3.2.3  Hasil Perhitungan Nilai Efisiensi Kompresor, Turbin, dan Sistem
Nilai efisiensi kompresor, turbin dan sistem dipengaruhi oleh besarnya nilai beban dan temperatur maka nilai efisiensi kompresor semakin baik dan makin naik beban efisinsinya akan juga makin baik dapat dilihat pada tabel 6
Tabel 6: Hasil Perhitungan Nilai Efisiensi Kompresor, Turbin, Dan Sistem
Waktu Efisiensi Kompresor Efisiensi Turbin Efisiensi Sistem 07.00 67% 84% 19% 08.00 72% 85% 21% 09.00 73% 90% 29% 10.00 74% 92% 30% 11.00 74% 93% 32% 12.00 74% 93% 32% 13.00 74% 93% 33% 14.00 75% 94% 34% 15.00 75% 93% 33% 16.00 75% 92% 33% 19.00 78% 93% 36% 20.00 78% 92% 37% 21.00 79% 93% 36% 22.00 80% 93% 36% 23.00 80% 93% 42% 24.00 80% 95% 43%

## 3.3 Analisis Hasil Nilai Efisiensi
Dari hasil penelitian yang sudah dibahas, dapat diketahui nilai parameter data operasi tertinggi dari unit PLTG Glugur diperoleh daya yang dihasilkan (P) yaitu sebesar 10662,0 MW, T1 sebesar 31.73 ℃, T2 sebesar 303,34 ℃, P2 sebesar 67,27 bar, T4 sebesar 347,53 ℃, BB sebesar 93,3 kg/s. Data operasi terendah dari unit PLTG Glugur diperoleh daya yang dihasilkan (P) sebesar 4982,1, T1 sebesar 26.95 ℃, T2 sebesar 289,67 ℃, P2 sebesar 6,08 bar, T4 sebesar 307,54 ℃, BB sebesar 50,7 kg/s. Berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel 6 didapatkan hasil nilai efisiensi tertinggi pada kompresor, turbin, dan sistem pada unit PLTG secara berturut-turut sebesar 80%, 95%, dan 43%. Nilai efisiensi terendah secara berturut-turut sebesar 67%, 84%, dan 19%. Sedangkan nilai efisiensi rata-rata secara berturut- turut sebesar 75,61%, 92%, dan 33,2%. Laju aliran bahan bakar dan nilai kalor mempengaruhi nilai efisiensi pada sistem karena saat terjadi proses pembakaran, bahan bakar yang digunakan dan udara yang masuk harus seimbang. Keseimbangan penggunaan antara bahan bakar dan  udara  yang  masuk  akan  berpengaruh  terhadap  daya  yang  dihasilkan.  Besarnya  nilai  efisiensi  pada  sistem  dipengaruhi  oleh  nilai temperatur gas buang pada kondisi 4. Semakin tinggi temperatur dan pressure-nya maka efisiensi yang dihasilkan akan semakin tinggi, tetapi tingginya nilai temperatur dan pressure pada gas buang memiliki nilai maksimal yaitu sebesar 550.8 ℃ dan 1 bar. Batasan maksimal tersebut  didapat  berdasarkan  spesifikasi  perlatan.  Selain  itu,  nilai  efisiensi  sistem  dapat  meningkat  seiring  bertambahnya  daya  yang dihasilkan serta besarnya energi pada bahan bakar yang digunakan. Pengaruh nilai efisiensi berpengaruh pada daya yang dihasilkan pada generator tidak maksimal. Hal ini disebabkan karena terdapat rugi-rugi pada unit PLTG berupa temperatur pada komponen yang berlebih yang menyebabkan panas yang merambat dari komponen satu ke komponen yang lainnya, serta kebocoran gas yang terdapat pada ruang bakar. Berdasarkan buku “Gas Turbine Engineering Handbook 2nd” karangan Meherwan P. Boyce idealnya nilai efisiensi sistem pada GTG berkisar antara 30%-46% dengan kapasitas beban yang dihasilkan sebesar 3 MW hingga 480 MW. Dari hasil perhitungan yang telah diperoleh,  dapat  diketahui  bahwa  nilai  efisiensi  pada  unit  PLTG  dapat  dikategorikan  normal  karena  tidak  melewati  batasan  minimum rentangan nilai ideal nilai efisiensi. Nilai efisiensi sistem PLTG yang dihasilkan berpengaruh pada daya yang dihasilkan pada generator, semakin besar daya yang dihasilkan pada generator maka nilai efisiensi unit PLTG akan cenderung meningkat. Gas buang yang dihasilkan dari turbin memiliki energi yang sangat tinggi. Hal ini dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin pada unit Steam Turbine Generator (STG) yang  selanjutnya  digunakan  untuk  produksi  listrik.  Nilai  efisiensi  pada  unit  PLTG  Glugur  dapat  ditingkatkan  dengan  cara  memasang intercooler  pada  kompresor  agar  udara  masuk  memiliki  temperatur  lebih  rendah  sehingga  dapat  menghasilkan  daya  output  yang  lebih maksimal.  Penambahan  sudu  serang  pada inlet  guide  vane dapat  membantu  mengoptimalkan  proses  pembakaran  yang  berguna  untuk mengatur laju  aliran udara  yang masuk.  Selain  itu,  pemeliharaan rutin  secara  berkala pada komponen  sangat diperlukan guna  menjaga performansi setiap komponennya .

## 4. KESIMPULAN
Setelah  melakukan  penelitian  tentang  efisiensi  sistem  di  unit  PLTG  Glugur,  beberapa  kesimpulan  dapat  dibuat.  Dipengaruhi  oleh variasi nilai beban, suhu, dan tekanan, efisiensi turbin unit ini berkisar antara 84 hingga 95%. Semakin tinggi efisiensi yang dihasilkan unit, semakin tinggi kinerja unit yang dibutuhkan, yang ditunjukkan dalam peningkatan suhu, tekanan, dan entalpi. Namun, pengaruh nilai efisiensi pada sistem juga berdampak pada daya yang dihasilkan pada generator, yang mungkin tidak maksimal. Adanya pemantauan dan peningkatan efisiensi sistem PLTG sangat penting untuk memaksimalkan kinerja dan output daya .

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan Terima kasih Para penulis dengan penuh rasa syukur menyampaikan penghargaan dan mengucapkan terima kasih atas dukungan finansial yang diberikan oleh Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi melalui dana DIPA Politeknik Negeri Medan.

## DAFTAR PUSTAKA
Boles, M. (2006) . Thermodynamic an Engineering Approach, 5ed. New York. MC. Graw-Hill. Boyce, P.M. (2001) Gas Turbine Engineering Handbook, 2ed. United Kingdom. MC. Graw-Hill. Cengel, A.Y. and Boles, M. (2006). Thermodinamics An Engineering approach. New York. MC. Graw-Hill. General Electric (2015) Combined Cycle Power Plant. Schenectady, New York,Amerika. GE Proprietary Information. Gusnita, N. and Said, K. S. (2017). Analisa Efisiensi dan Pemanfaatan Gas Buang Turbin Gas Alsthom Pada Pembangkit Listrik Tenaga Gas Kapasitas 20 MW. Jurnal Sains Teknologi dan Industri 14(2) , 209–218.
Kurniawan, R. and MulfiHazwi (2014). Analisa Performansi Pembangkit Listrik Tenaga Gas, Jurnal e-Dinamis, 10(2) , 101–107. Miswandi and Martin, A. (2015) Analisis Eksergi Pada Ruang Bakar Pada PLTG Teluk Lembu 20 MW, Jom FTEKNIK, 2(2), p. 1. Muchlis,  M.  and  Permana,  A.  D.  (2013).  Proyeksi  Kebutuhan  Listrik  PLN  2003  s.d.  2020’.  Pengembangan  Sistem  Kelistrikan  dan
Menunjang Pembangunan Nasional Jangka Panjang. Available at: http://www.oocities.org/markal_bppt/publish/slistrk/slmuch.pdf. Prastiko, A. (2015) Analisis Keandalan Pada Turbin Gas Di P.T. Petrokimia Gresik-Jawa Timur. Available https://repository.its.ac.id/51843/1/2412106003-Undergraduate%20Thesis.pdf.
Trisnanto,  M.  (2017).  Analisa  Kinerja  Generator  Turbin  Gas  Terhadap  Perubahan  Beban  Pada  PT  Indonesia  Power  Unit  Pembangkit Semarang.  Available  at  https://repository.usm.ac.id/files/skripsi/C41A/2018/C.441.18.0032/C.441.18.0032-15-File-Komplit- 20200811024911.pdf.