Masalah yang paling penting dan sangat mendasar dalam merencanakan pembangkit listrik tenaga panas bumi adalah bagaimana mengubah secara efisien energi panas bumi dengan kandungan kalor yang rendah menjadi energi listrik.
Pada umumnya pembangkit listrik panas bumi berdasarkan jenis fluida kerja panas bumi yang diperoleh dibagi menjadi 2, yaitu:
a) Vapor dominated system (sistem dominasi Uap)
b) Hot Water dominated system (Sistem Dominasi Air Panas)
a. Vapor dominated system
Vapor dominated system adalah jenis energi panas bumi yang menghasilkan uap kering sebagai fluida kerja. Jenis ini sangat jarang ditemukan, namun merupakan jenis yang sangat sesuai untuk dimanfaatkan pada pembangkit listrik. Diperlukan Steam Jet Ejector dengan kemampuan yang relatif besar untuk mengatasi jumlah nondensable gas yang besar Contoh PLTP Vapor Dominan System adalah di Geyser (USA), Lardaelo (Itali), Matsukawa (Japan) dan juga Kamojang.
b. Water dominated system
Pada sistem ini fluida keluar dari sumur dengan tingkat kekeringan (dryness) yang sangat rendah, air lebih dominan atau berupa campuran dua phase (two phase mixture), dengan temperatur yang bervariasi dari 150oC , untuk sistem pengolahannya dikenal beberapa cara yaitu
1) Flushed steam system
Pada sistem ini fluida pada kepala sumur merupakan campuran 2 phase cair dan gas, didalam flash separator tekanan diturunkan sehingga campuran 2 phasa memperoleh tingkat kekeringan yang lebih baik. Kandungan air dipisahkan sedang uap digunakan untuk memutar turbin proses selanjutnya seperti pada sistem uap kering.
Dibandingkan dengan vapor dominated system, flash steam system lebih sulit dalam beberapa hal:
∧ Jumlah massa yang perlukan lebih banyak.
∧ kedalaman sumur lebih dalam.
∧ kandungan mineral yang lebih banyak sehingga diperlukan desain khusus peralatan valve-valve, pompa-pompa desain khusus peralatan khusus peralatan valve-valve, pompa –pompa, separator dan lain-lain.
∧ korosi pada pipa-pipa, casing sumur dan lain-lain.
Ada 2 metode yang masih terus dikembangkan yaitu :
a) Double flash
Air yang keluar dari separator pertama tidak langsung direinjeksikan kedalam tanah, tetapi dimasukkan ke separator kedua, dimana tekanan air tersebut diturunkan lagi, sehingga diperoleh tingkat kekeringan uap yang lebih baik untuk memutar turbin tekanan rendah, sedangkan air dari sparator II direinjeksikan ke dalam tanah.
b) Turbin
Tekanan air setelah keluar dari separator I masih Cukup tinggi, digunakan untuk memutar turbin air yang didesign khusu dan generator tambahan yang beroperasi paralel dengan generator dari turbin uap. Air yang keluar dari separator masih mengandung energi yang cukup besar untuk menggerakkan turbin sehingga sistem ini dikembangkan terus. Gambar III.40 menunjukkan Skematik Diagram PLTP Flused Steam System
2) Binary cycle system
Kira-kira 50% dari air hydrothermal y sampai dengan 205oC. Apabila digunakan pada Flashed steam system, tekanan air diturunkan untuk mendapatkan tingkat kekeringan uap yang lebih baik, sehingga diperlukan jumlah aliran air yang lebih banyak.
Untuk peningkatan effisiensi, air dari dalam tanah digunakan sebagai sumber panas pada siklus tertutup untuk memanaskan fluida kerja yang mempunyai titik didih rendah seperti Isobutane (2 -Methyl propane) V4H10 (titik didih normal pada tekanan 1 Atm = -10oC, Freon –12 (memiliki titik didih normal -12,6oC -29,8oC), Amonia Propane.
Fluida panas bumi (air) dari dalam tanah dialirkan ke Heat exchanger (penukar kalor) untuk memanaskan fluida organik (1) dan dipompakan kembali kedalam tanah (Reinjection) didalam penukar kalor terjadi pertukaran kalor antara fluida panas bumi dengan fluida organik, sehingga diperoleh uap Superheated untuk menggerakkan turbin dengan rankin tertutup dan selanjutnya dikondensasikan didalam Surface condensor dan kondensat dipompakan kembali ke heat excharger kondensor didinginkan oleh air reinjeksikan ke dalam tanah bersama-sama dengan fluida panas bumi yang keluar dari Heat exchanger .