Pembangkit Listrik di Perancis Memecahkan Rekor Dunia Guiness Terbaru

Pembangkit Listrik di Perancis Memecahkan Rekor Dunia Guiness Terbaru

27/7/2016

Artikel ini pertama kali dirilis di GE Reports.

Berita terkini dari Guiness World Records adalah sebuah pembangkit listrikcombined-cycle paling efisien di dunia, mulai hari ini memproduksi listrik di dekat desa Bouchain yang terletak di Perancis bagian utara. Pembangkit listrik yang digerakkan oleh gas turbin canggih GE – mampu mengkonversi lebih dari 62 persen energi bahan bakar menjadi listrik. Untuk dunia kelistrikan, peristiwa ini setara dengan pendaratan pertama Neil Armstrong dan Buzz Aldrin di bulan, atau saat Sir Roger Bannister mencetak rekor lari satu mil dalam 4 menit.

Hal ini juga patut Anda ketahui. Turbin – yang bernama 9HA.01 – memiliki berat beban yang sama dengan pesawat Boeing 747 yang terisi penuh dan mampu membangkitkan listrik cukup untuk menerangi 680.000 rumah di Perancis. Hanya dibutuhkan waktu kurang dari setengah jam untuk menghasilkan listrik sejak turbin ini pertama kali dinyalakan., Keunggulan ini memudahkan EDF Energy selaku operator pembangkit listrik, memenuhi perubahan permintaan daya listrik dengan cepat, bagi para pelanggannya yang dihasilkan dari sumberdaya energi terbarukan seperti angin maupun tenaga surya.

Gambar atas: karyawan GE di Belfort, Perancis, sedang merangkai turbin gas pencetak rekor 9HA untuk Bouchain. Atas: Turbin yang sama sedang diuji di Belfort. Kredit gambar: GE Power 

Teknologi ini juga sangat bersih. GE menghitung bahwa saat turbin membakar 3,3 ton gas alam yang dicampur dengan udara, yang setara dengan 23 truk tangka, turbin ini hanya mengeluarkan 6,3 ons cairan polusi, yakni tak jauh lebih banyak dari separuh kaleng soda. 

Hal ini dikarenakan turbin beroperasi pada suhu mendekati titik lebur logam besi. Insinyur-insinyur GE membuat rancangan sedemikian rupa sehingga panas mengalir di dalam komputer super yang kuat dan menggunakan rancangan, material, dan lapisan penghalang panas khusus yang dikembangkan untuk mesin jet untuk menahan panas. Udara panas keluar dengan kecepatan mendekati badai kategori 5 – begitu cepat hingga mampu memompa balon udara goodyear hingga penuh dalam hanya 10 detik. 

Tanpa lapisan penahan panas, turbin bisa cepat meleleh, “bagaikan membuat perapian menggunakan lilin,” ujar John Lammas, Chief Technology Officer untuk GE Power dan Vice President of Gas Power Technology. Lammas adalah seorang perancang mesin jet berkebangsaan Inggris yang membantu merancang turbin gas baru tersebut. GE Reports berkesempatan untuk mewawancara Lammas untuk menceritakan proses pembuatan turbin gas tersebut. Berikut perbincangan mereka di bawah ini. 

Turbin 9HA lainnya yang sedang diuji di Greenville, South Carolina. Greenville adalah pabrik turbin gas terbesar di dunia. Insinyur GE memasang 5.000 alat pengukur dan sensor pada turbin dan 2.000 lainnya pada compressor validation rig yang harus menyerap 500.000 tenaga kuda yang dihasilkan turbin gas Harriet. 

GE Reports: Menurut Guiness World Records, Bouchain adalah pembangkit listrik combined-cycle paling efisien di dunia. Apa yang dimaksud dengan combined-cycle? 

John Lammas: Artinya, kami menggunakan gas alam untuk membangkitkan listrik di dalam turbin gas ultra-efisien dan menangkap panas yang dihasilkan, yang kemudian digunakan untuk merebus air dan menghasilkan lebih banyak listrik daripada turbin uap.

GE Reports: Bagaimana ia bisa menjadi rekor dunia? 

John Lammas: Tingkat efisiensi yang kami ukur adalah 62,22 persen. Belum ada yang bisa melampauinya. Pemegang rekor sebelumnya berhasil mencapai 61,5 persen bukan dengan turbin gas milik GE. 

Pembangkit listrik pencetak rekor dunia di Bouchain mampu menerangi 680.000 rumah di Perancis. Turbin gas dan uap berada di dalam struktur merah di sebelah kiri. Menara pendingin uap berada di sebelah kanan. Kredit gambar: GE Reports/ Tomas Kellner. 

GER: Mengapa ini penting? 

JL: Teknologi ini bisa membantu Anda menghemat banyak biaya. Kami menghitung bahwa pembangkit listrik 1.000 megawatt yang menggunakan sepasang turbin HA dapat menghemat $50 juta untuk bahan bakar lebih dari 10 tahun dengan cara meningkatkan efisiensi hingga 1 persen. 

Biasanya, dibutuhkan sekitar sepuluh tahun pengembangan untuk meningkatkan efisiensi 1 persen. Kami hanya membutuhkan waktu 36 bulan untuk mengembangkan turbin HA dan total dibutuhkan waktu sekitar 6 tahun untuk mewujudkan pencapaian kami melalui pembangkit listrik Bouchain, dan kini, kami mampu memperbaiki efisiensi kami dari 60 persen, menjadi lebih dari 62 persen. Hal ini sungguh luar biasa. Kami telah menguji berbagai teknologi yang dapat membantu kami meningkatkan efisiensi hingga 65 persen. 

Berikut adalah gambar turbin gas GE 9HA dari dekat yang sudah mulai beroperasi di Bouchain hari ini. Kredit gambar: GE Power 

GER: Saya ingin tahu lebih banyak lagi tentang itu, tapi sebelumnya tolong ceritakan mengenai mesin yang digunakan di Bouchain. 

JL: (mesin) terdiri dari kombinasi beberapa hal. Mesin kami beroperasi pada suhu yang tinggi. Kami menggunakan material canggih, lapisan penahan panas yang lebih baik dan juga teknologi pendingin yang lebih canggih. Turbin tersebut juga memiliki aerodinamika yang luar biasa karena bagian bilahnya yang melengkung, yang kami sebut sebagai aerofoils. 

GER: Anda memulai karir anda di GE sebagai seorang insinyur penerbangan. Apakah latar belakang Anda tersebut memberikan anda keuntungan? 

JL: Tentu saja. Tim yang mengerjakan aerodinamika juga bekerja untuk GE Aviation. Anda dengar kata CEO (Jeff Immelt) tentang GE Store, sebuah konsep berbagi pengetahuan antar unit bisnis di GE. Ini adalah contoh sempurna. Kami juga meminjam teknologi kompresor dari GE Oil & Gas. Tanpa mereka, kami tidak akan bisa bergerak cepat. Ingat, kami membangun mesin ini hanya dalam waktu tiga tahun. 

GER: Anda juga berasal dari GE Aviation. 

JL: Ya, saya 20 tahun bekerja di GE Aviation. Selama saya di sana, saya mengerjakan mesin jet GE90, yang sampai saat ini masih menjadi mesin jet terkuat yang pernah ada. GE90 menggerakkan begitu banyak jet Boeing 777 dan juga mencetak rekor Guiness World Records. Saya rasa saya telah membuat sebuah tren. [GE90 juga pernah menjadi mesin jet terbesar di dunia, hingga GE Aviation merancang GE9X, yang berukuran lebih besar dan memiliki diameter yang sama dengan badan pesawat Boeing 737.

Titel tersebut disandang oleh GE9X. Kredit gambar: GE Reports/ Adam Senatori

GER: Setelah Bouchain, GE harus memindahkan Anda ke bisnis lainnya untuk kembali mencetak kesuksesan. Lokomotif terkuat di dunia mungkin bisa menjadi terobosan terbaru Anda. Tapi, apa sih yang membuat gas turbin HA sangat efisien?

JL: Itu pada dasarnya bagaimana kami mengelola siklus Brayton. (di abad ke-19, insinyur Amerika George Brayton menggunakan istilah tersebut untuk mendeskripsikan bagaimana mesin panas beroperasi di bawah tekanan secara terus-menerus.) Seperti saya bilang sebelumnya, kami menggunakan material dan rancangan yang memungkinkan kami bekerja dalam kondisi temperatur setinggi 2.800 derajat Fahrenheit – hampir mencapai titik lebur logam besi – dan bertahan seperti itu dalam waktu yang lama. Dalam kondisi tersebut, siklus Brayton membantu kami menghasilkan energi dalam jumlah banyak dengan efisien.

GER: Terdengar sangat ekstrim ya.

JL: Ya, betul. Hal ini pada dasarnya seperti mengoperasikan mesin jet dengan kekuatan lepas landas selama waktu terbang keseluruhan. Ada banyak tantangan rekayasa yang harus dihadapi terkait dengan pengelolaan suhu panas. 

Bilah turbin dilapis dengan sistem lubang-lubang yang rumit yang memadatkan udara dan menjaga mesin tidak melebur karena panas. Turbin ini berasal dari mesin jet CF6. Kredit gambar: GE Aviation

GER: Coba ceritakan tentang hal ini.

JL: Pada dasarnya seperti membuat perapian dari lilin. Kami menggunakan terowongan pendingin canggih di dalam bagian panas turbin untuk memadatkan udara dingin dan menjaga kondisi bilah. Udara dingin yang menjaga mesin tidak mencair. Tapi, semakin banyak udara pendingin, semakin rendah efisiensinya. Maka itu, kami melapisi komponen di dalam dengan lapisan penahan panas khusus. Lapisan ini memperlambat proses penghantaran panas antar komponen dan membantu kami meminimalisir udara pendingin yang dibutuhkan untuk mencapai suhu temperatur yang sama.

Lammas dan timnya menjalankan software pada komputer super terkuat di dunia untuk membuat simulasi kondisi termal di dalam gas turbin HA. Wawasan yang didapat akan membantu mereka meningkatkan efisiensi hingga 65 persen. Kredit gambar: Cascade Technologies. 

GER: Apa rencana selanjutnya untuk turbin gas 9HA?

JL: Kami sudah mulai menguji teknologi-teknologi yang dapat membantu kami mencapai tingkat efisiensi 65 persen. Kami mengembangkan material bernamaceramic matrix composites (CMC) yang sangat ringan namun kuat dan tahan panas. GE Aviation sudah menggunakannya pada bagian dalam mesin jet dan mereka membangun pabrik untuk memproduksi komponen dari CMC dalam skala besar. Komponen-komponen kami berukuran lebih besar, dan kami ingin belajar dari mereka. 

Kami juga menggunakan teknologi 3D printing untuk membuat jalur-jalur pendingin di dalam bilah yang lebih efisien yang sebelumnya tidak dapat kami produksi. Komponen yang terbuat dari CMC dan 3D printing akan membantu kami meningkatkan suhu turbin saat beroperasi. Kami juga terus memperbaiki aerodinamika serta berupaya untuk.

John Lammas, berdiri di tengah dengan setelan jas warna abu-abu, sedang memegang sertifikat resmi Guiness World Records. Steve Bolze, GE Power CEO, berdiri nomor dua dari kiri. Kredit foto: GE Reports/ Tomas Kellner.

Komponen yang terbuat dari teknologi 3D printing di GE’s Advanced Manufacturing Works di Greenville. South Carolina. Kredit foto: GE Power

Turbin HA bukan satu-satunya teknologi GE di Guiness World Records. Selain GE90, kereta api berbahan bakar gas menggunakan dua mesin GE J47 untuk melaju dengan kecepatan 183 mil per jam.