13-Potensi

08/06/2016

1

Pertemuan-133-Juni-2015

Potensi Panasbumi(metode Heat Loss & Perbandingan)

Eksplorasi Panasbumi

• Tujuan utama kegiataneksplorasi panasbumi:–Model(konseptual)sistem

panasbumi–Potensi panasbumi

08/06/2016

2

Hilang Panas AlamiahPotensi Panas Bumi

Data Statistik

Hilang Panas Alamiah

Q = m (hfT – hfTo) ≈ m c (T – To)

m = mass flowrate (kg/s) = V.f

f = fluid density (kg/m3)V = volume flowrate (m3/s)hfT, hfTo = fluid enthalpy (kJ/kg)T = temperature of discharge fluidsTo = mean annual temperature

(from climatological station nearby usinga mean lapse rate of -0.7oC/100m

c = specific heat capacity (kJ/kg C)c for water has average value = 4.2 kJ/kg C

08/06/2016

3

Hilang Panas Alamiah

Tanah beruap, termasuk fumarola, hanya terbentukpada sistem panas bumi temperatur tinggi.

Hilang panas dikaji berdasarkan perbedaan gradientemperatur dan kondisi normal.

Transfer panas dari tanah beruap melalui mekanismekonduksi dan konveksi.

Pada mekanisme konduksi, hilang panas dipengaruhioleh konduktivitas batuan.

Hilang Panas Alamiah Total

Kesalahan (error) = 15%

Sistem temperatur rendah = 3 hingga 10 MW

Sistem temperatur tinggi = 10 hingga 300 MW

Tanah beruap (steaming ground) menunjukkan sistemyang sangat tinggi, meskipun demikian hilang panasalamiahnya sulit dihitung.

Sebuah lapangan panas bumi mempunyaimanifestasi/keluaran berupa mata air panas,

kolam air panas, dan steaming ground. Karakteristikmanifestasi ini masing-masing akan diberikan.

Contoh Kasus

Hitunglah sumber daya spekulatif lapangan tsb?

Perhitungan Hilang PanasAlamiah Total

1. Mata air panas 1, t<100degC2. Mata air panas 2, t=100degC3. Kolam air panas4. Evaporasi (pada kolam air panas)5. Tanah beruap6. Fumarol

Hilang panas alamiah total ------------

+

Mata air panas 1

V = 0.71 L/det

T = 45.0oC

To = 15.0oC

Hilang Panas Alamiah Manifestasi 1


m = mass flowrate (kg/s) = V.ff = fluid density (kg/m3)

= 1000 kg/m3 (air dingin)= 990 kg/m3 (air panas)

V = volume flowrate (m3/s)hfT, hfTo = fluid enthalpy (kJ/kg)T = temperature of discharge fluidsTo = mean annual temperaturec = specific heat capacity (kJ/kg K)

c for water has average value = 4.2 kJ/kg K

Q = 0.71 x 10-3 (m3/s) x 990 (kg/m3) x [188.3 – 62.9] (kJ/kg)= 88.1 kJ/s ≈ 88 kW

08/06/2016

4



m = mass flowrate (kg/s) = V.ff = fluid density (kg/m3)

= 1000 kg/m3 (air dingin)= 990 kg/m3 (air panas)

V = volume flowrate (m3/s)hfT, hfTo = fluid enthalpy (kJ/kg)T = temperature of discharge fluidsTo = mean annual temperaturec = specific heat capacity (kJ/kg K)


Q = 0.71 x 10-3 (m3/s) x 990 (kg/m3) x 4.2 x [45 – 15] (kJ/kg)= 89.4 kJ/s ≈ 89 kW

Debit = 2.2 L/det

To = 20.0oC

Mata air panas (boiling) dengan sinter 2


m = mass flowrate (kg/s) = V.ff = fluid density (kg/m3)V = volume flowrate (m3/s)hfT, hfTo = fluid enthalpy (kJ/kg)T = temperature of discharge fluidsTo = mean annual temperaturec = specific heat capacity (kJ/kg K)


Q = 2.2 x 10-3 (m3/s) x 990 (kg/m3) x [419 – 84] (kJ/kg)= 729.6 kJ/s ≈ 730 kW


Q = 2.2 x 10-3 (m3/s) x 990 (kg/m3) x 4.2 kJ/kg K[100 – 20.0]oC = 731.8 kJ/s ≈ 732 kW

Kolam air panas 3

R = radius = 3.4 m

To = 15oC

T = 61.5oC

Debit = 4.4 L/s



Q = 4.4 x 10-3 (m3/s) x 990 (kg/m3) x 4.2 kJ/kg K x [61.5 – 15] (K)= 856 kJ/s ≈ 856 kW

dan evaporasi:

Qevaporasi = A x (HT – HTo) = 3.14 X 3.42 (m2) x (4.1 kJ/m2s –0.26 kJ/m2s)

= 139 kJ/s = 139 kW

T (oC) Q (kJ/m2s)20 0.3540 1.360 3.780 9.2

98.5 ~22

QTOTAL = 856 + 139 kW ≈ 995 kW = 1 MW

08/06/2016

5

Tanah beruap 4

(∆T/∆z)obs (oC/m) A (km2)

0.5 1.80.4 50.2 450.1 850.05 170

Gradien temperatur diukur pada kedalaman 30 - 120 m:

(∆T/∆z)o = gradien temperatur normal ≈ 0.027 oC/mKonduktivitas batuan rata-rata = 2.2 + 0.5 W/moC

Hilang panas almiah tanahberuap (steaming ground)

A = luas tanah beruapC = konduktifitas batuanZt = gradien geothermal daerah tersebutZo = gradien geothermal normal rata-rata

Q = A . C . {Zt-Zo}


∆ Q1 ≈ 1.8 x 106 m2 x 2.2 W/moC x (0.5 – 0.027) oC/m≈ 1.87 x 106 W ≈ 1.9 MW

∆ Q2 ≈ (5 – 1.8) x 106 m2 x 2.2 W/moC x (0.4 – 0.027) oC/m≈ 2.6 MW

∆ Q3 ≈ (45 – 5) x 106 m2 x 2.2 W/moC x (0.2 – 0.027) oC/m≈ 15 MW

... dst

∑ Q ≈ 30.2 MW Konduktif

To = 20oC

R = radius = 0.035 m

T boiling point

Suara gemuruh

Manifestasi 5 (fumarola)

Asumsi :Diam vv < 20 m/sGemuruh vv > 20 m/s

vv’ = Distribusi kecepatan pada lubang gas natural= 0.6 to 0.7 vmin 0.65 vmin

Vv = R2 vv’ = 3.14 x 0.0352 x 0.65 x 20 m3/s= 5.0 x 10-2 m3/s

mv = 5.0 x 10-2 m3/s x 0.590 kg/m3 = 2.95 x 10-2 kg/s

Q = m (hvT – hvTo) = 2.95 x 10-2 (kg/s) x [2676 – 84] (kJ/kg)= 76.5 kJ/s ≈ 76 kW


Berat jenis gas

Fluid enthalpy

Hilang Panas Alamiah Total

QTOTAL = Qspring 1 + Qspring 2 + Qpool 3 + Qsteaming ground 4+ Qfumarola 5

≈ 88 + 995 + 732 + 30200 + 76

≈ 32.091 kW

≈ 32 MW Sumber daya spekulatif

Sistem Temperatur Tinggi

08/06/2016

6

Hilang Panas Alamiah (Ringkasan)

Manifestasi yang semakin panas: makin tinggi hilang panas alamiah

Manifestasi semakin luas: makin tinggi hilang panas alamiah

Tanah beruap dengan fumarola: tinggi hilang panas alamiah sistem temperatur tinggi

Rembesan/seepage: sangat rendah hilang panas alamiah tidak signifikan

Metode PerbandinganPotensi Panas Bumi

Metode Perbandingan

Potensi energi panas bumi diperkirakan berdasarkansumber daya lapangan lain yang memiliki kemiripansistem panas bumi.

Dengan metode ini sumber daya panas bumi di suatudaerah prospek diperkirakan dengan persamaan sbb:

Hel = A x Qel

dengan,Hel : besar sumber daya (MWe)A : luas daerah prospek (km2)Qel : daya listrik yang dapat dibangkitkan per satuan

luas (MWe/km2)

Metode Perbandingan

SNI 13-6482-2000

Contoh Kasus: Metode Perbandingan

ATOTAL = Aspring 1 + Apool 2 + Asteaming ground 3

≈ Asteaming ground 3

Hel ≈ A x Qel

≈ 170 km2 x 15 MW/km2

≈ 2550 MW Sumber daya spekulatif

Hilang panas alamiah= 30 MW ??

Sumber Daya Spekulatif (Ringkasan)

Hilang panas alamiah Metode perbandingan

Lebih akurat, meskipuntergantung pada sistempanas buminya

Lebih sederhana, tapidengan kesalahan yangbesar

Pengukuran gradiengeotermal di tanah beruapjarang dilakukan, sehinggasulit untuk menghitunghilang panas di tanahberuap

Deliniasi daerah dapatdilakukan pada daerahdengan manifestasi yangminimum

08/06/2016

7

Tugas

13-Potensi

Documents

Transcript of 13-Potensi