(2.28)
Di mana :
CL = angka rembesan lane Lv = jumlah panjang vertikal, m LH = jumlah panjang horizontal, m H = beda tinggi muka air, m
Table 2.6 Harga-harga minimum angka rembesan Lane dan Bligh
BAHAN C(lane) C(Bligh)
2. 80% kalau ada pembuangan air, tapi tidak ada penyelidikan maupun jaringan aliran;
3. 70% bila semua bagian tercakup 2.9.2 Bangunan Pengambilan (intake)
Desain bangunan pengambilan pada pembangkit tenaga air skala kecil perlu kehati-hatian karena saluran air yang digunakan cenderung merupakan saluran terbuka dan hal penting direncanakan untuk menghindari volume aliran air yang
dapat merusaknya. Beberapa metode menganjurkan mengontrol aliran pada saat banjir tidak menggunakan pintu dan sebagainya. Secara garis besar dalam mendesain mempertimbangkan hal sebagai berikut: (IMIDAP. Pedoman Studi Kelayakan Sipil, 2009).
1. harus diletakkan pada sudut yang tepat menghadap arah aliran sungai dan kecepatan aliran air pada saat banjir diminimalkan.
2. Perlu bagi mempunyai keran penutup dari pada sebuah keran terbuka sehingga dapat mengontrol tekanan ketika terjadi kenaikan level air sungai.
3. Saat terjadi banjir di mana debit air melebihi desain volume , maka kapasitas saluran pelimpah pada bak pengendap atau titik permulaan dari saluran air harus cukup besar.
2.9.3 Saluran Pembawa (Headrace Channel)
Saluran pembawa untuk suatu PLTMH dapat merupakan atau memiliki tipe saluran terbuka dan saluran tertutup. Saluran pembawa air, kecuali pipa penstok dan tail race ,harus mampu menampung debit air 10% lebih besar dari debit rancangan. Hal ini ditujukan agar pada saat operasi maksimal muka air di tidak turun dari ketinggian dan terhindar dari pelimpasan apabila terjadi kelebihan debit. Ketentuan perencanaan saluran adalah sebagai berikut: (IMIDAP. Pedoman Studi Kelayakan Sipil, 2009).
1. Tidak disarankan menggunakan saluran alami dari tanah, karena aliran yang fluktuatif akan berakibat terhadap scouring dan sedimentasi.
2. Acian dinding saluran pembawa menggunakan adukan semen dengan perbandingan minimum campuran1:3 (1semendan3pasir).
3. Penguatan slope tanah perlu dilakukan disesuaikan dengan kebutuhan lokasi.
4. Pipa plastic bisa dipergunakan untuk saluran pembawa. Jika dipergunakan pipa (PVC) atau (HDPE) maka pipa harus dipendam dengan kedalaman minimum 60cm.
5. Jembatan pipa atau talang dapat dipakai pada daerah yang rawan longsor.
6. Apabila saluran pembawa sangat panjang dan melalui tebing yang terjal, saluran pembuang air harus diarahkan ke saluran alami sehingga aman bagi kekuatan tanah.
7. Apabila diperlukan, pada saluran pembawa yang menggunakan pipa dipasangkan pipa pelepas udara di lokasi-lokasi tikungan tajam.
8. Tinggi muka air minimal berjarak 25 cm dari bibir saluran (freeboard) pada saat beban maksimal di saluran pembawa tersebut.
Hal yang berkaitan dengan konstruksi bisa dilihat dalam bagian konstruksi bangunan sipil.
2.9.4 Bak Penenang(Forebay)
Sebagaimana fungsi dan karakteristik bangunan ini, maka direncanakan sebagai berikut : (IMIDAP, Pedoman Studi Kelayakan Sipil, 2009).
1. Bangunan forebay harus dibuat dari konstruksi kedap air dan tahan bocor dan di desain menghubungkan saluran pembawa dan penstok .
2. Bangunan forebay dalam bentuk tangki bisa dibuat dari pasangan batu atau beton bertulang. Ketebalan beton minimal l25cm.
3. Bangunan forebay harus dilengkapi dengan:
trasshrack yang lebih halus.
Bangunan spillway dengan kapasitas120% dari debit rancangan.
Saluran pembuangan dari flushgate untuk membuang endapan Lebih baik terpisah dari saluran spillway
Saluran pembuang air dari spillway dilengkapi dengan struktur Pemecah energy air.
4. Lebar bangunan setidaknya selebar trashcrack dan bangunan spiilway sebaiknya sepanjang forebay
5. pipa penstock harus terendam air dalam kedalaman minimum 2 kali diameter pipa penstok dan jarak dari dasar bangunan forebay minimum 30 cm.
6. Endapan direncanakan sedemikian rupa sehingga tidak masuk ke pipa penstock 7. Tangga harus disediakan untuk pembersihan tangki bangunan forebay.
2.9.5 Pipa Pesat (Penstock Pipe)
Pipa pesat adalah konstruksi yang menyalurkan alir untuk menggerakkan turbin PLTMH. Desain pipa pesat bergantung dari sistem PLTMH yang akan dibangun. Tipe pipa pesat mengikuti skema PLTMH dengan beberapa alternative : (IMIDAP, Pedoman Studi Kelayakan Sipil, 2009).
1. rendah dengan saluran (low head with channel) 2. low head river barrage
3. high head no channel 4. high head with channel
memiliki beberapa tipe desain pipa pesat seperti pipa pesat pendek (short penstock pipe), pipa pesat medium (mid length penstock pipe) dan pipa pesat panjang mengikuti sungai (long penstock following river).
Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam desain pipa pesat (penstock) adalah:
1. Bahan Pipa Pesat, Saat ini beberapa bahan digunakan untuk memiliki karakteristik yang berbeda. Hal yang terpenting dari bahan ini adalah kemampuan kerja, kesesuaian tekanan yang di ijinkan dan kerapatan terhadap potensi kebocoran. Tabel 3 dan Tabel 4 memberikan deskripsi perbandingan beberapa bahan .
2. Diameter dan Tebal Pipa Pesat, Penentuan kesesuaian diameter menggunakan pendekatan formulasi antara desain debit dan susut kemiringan (penstock pipe). Setelah didapat kisaran diameter yang sesuai maka untuk mempertimbangkan kemampuan kerja dan kesesuaian tekanan maka dipilih bahan seperti Tabel 4 atau sebagai acuan awal dapat ditentukan ketebalan bahan penstock pipe dari bahan besi berkisar 1,5 mm.
3. harus dicegah terjadinya korosi, keamanan menjadi factor penting.
4. penstock pipe dari bahan plastic (HDPEatauPVC) harus dipendam di dalam tanah atau dilindungi dari sinar matahari langsung dengan dibungkus.
5. penstock pipe harus dirancang sedemikian sehingga kehilangan tekanan (head losses) di dalam penstock pipe maksimal 10% dari head total. yang amat
panjang, maksimal 5 kali ketinggian head maksimal kehilangan tekanan 15%
masih bisa ditoleransi
Tabel 2.7 Perbandingan Bahan Pipa
Material Gesekan
Dinding Pipa Berat Ketahanan Karat
Biaya kontruksi
pipa
Sambungan Ketahanan Tekanan Mild
Stell *** *** *** *** **** *****
HDPE ***** ***** ***** ** ** *****
Upvc ***** ***** **** **** **** *****
Beton * * ***** *** *** *
Sumber. (IMIDAP, Pedoman Studi Kelayakan Sipil, 2009).
Tabel 2.8 Perbandingan Bahan Pipa Pesat Resin dan Baja
Sumber. (IMIDAP, Pedoman Studi Kelayakan Sipil, 2009).
6. Tingkat tekanan yang bisa diterima penstock pipe harus mempertimbangkan tekanan tiba-tiba (surge pressure), tekanan statis dan tekanan yang dihasilkan karena penutupan guide uane, Spesifikasi tekanan ini harus bisa diaplikasikan di seluruh bagian penstock pipe.
7. harus mampu menahan tekanan akibat water hammer dan harus dilengkapi dengan pipa napas di ujung atas penstock pipe, Ukuran diameter pipa napas berkisar 1% sampai 2% diameter penstock pipe. Apabila diperlukan katub udara (air release value) dipasang pada titik-titik di mana ada perubahan arah penstock yang signifikan seperti pada belokan. Spesifikasi katup udara disesuaikan dengan tingkat tekanan yang kemungkinan diterima di titik tersebut.
8. Masalah pabrikasi dan konstruksi penstock bisa dilihat pada bagian pabrikasi dan konstruksi.
2.9.6 Rumah Pembangkit (Power House)
Sesuai posisinya, rumah pembangkit ini dapat diklasifikasikan dalam tipe di atas tanah, semi di bawah tanah dan di bawah tanah. Sebagian besar rumah pembangkit PLTMH adalah di atas tanah. Desain rumah pembangkit mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut : (IMIDAP. Pedoman Studi Kelayakan Sipil, 2009).
1. Lantai rumah pembangkit di mana peralatan PLTMH ditempatkan, perlu memperhatikan kenyamanan selama operasi, mengelola, melakukan perawatan Di mana terjadi pekerjaan pembongkaran dan pemasangan peralatan.
2. Memiliki cukup cahaya untuk penerangan di siang hari dan adanya ventilasi udara.
3. Kenyamanan bagi operator saat berada di dalam untuk melakukan pengendalian atau pun pencatatan secara manual.
Konstruksi untuk desain rumah pembangkit PLTMH berkaitan dengan system PLTMH yang bergantung pada jenis dan tipe turbin yang digunakan dan sirkulasi air yang dikeluarkan setelah menggerakkan turbin (Pedoman Studi Kelayakan
Mekanikal Elektrikal – Buku 2C). Ada beberapa pertimbangan tipe desain rumah pembangkit sesuai jenis turbin yang digunakan. Sebagai contoh: (IMIDAP.
Pedoman Studi Kelayakan Sipil, 2009).
a. Rumah Pembangkit untuk Turbin implus
Desain konstruksi rumah pembangkit ini perlu mempertimbangkan jarak bebas antara dasar rumah pembangkit dengan permukaan air buangan turbin (afterbay). Jenis turbin implus seperti turbin pelton, turgo,dan crossflow yang ditunjukkan pada Gambar 14, air yang dilepas runner turbin secara langsung dikeluarkan di tailrace. Permukaan air di bawah turbin akan bergelombang, sehingga jarak bebas antara rumah pembangkit dengan permukaan air afterbay setidaknya 30-50 cm. Kedalaman air di afterbay harus dihitung berdasarkan suatu formulasi antara desain debit dan lebar saluran di tailrace. Air di afterbay harus ditentukan lebih tinggi dari estimasi muka air banjir dan head antara pusat turbin dan level air pada outlet harus menjadi headloss.
Gambar 2.13 Turbin Impulse
Sumber : british hydropower association, 2005
b. Rumah Pembangkit Untuk Turbin Reaction
Hal yang sama dalam desain konstruksi rumah turbin menggunakan jenis reaction seperti francis, propeller adalah perilaku air di afterbay sedangkan turbin tipe reaction, air dikeluarkan ke afterbay melalui turbin. Deskripsi turbin yang dimaksud ditunjukkan pada Gambar di bawah ini. Head antara level air dan turbin dapat digunakan untuk membangkitkan tenaga, dengan demikian desain konstruksinya memperbolehkan posisi tempat pemasangan turbin berada di bawah level air banjir dan pada desain konstruksinya perlu disediakan tempat untuk menempatkan peralatan seperti pintu tailrace dan pompa.
Gambar 2.14 turbin open flume prancis
Sumber : british hydropower association, 2005
Gambar 2.15 turbin propeller
Sumber : british hydropower association, 2005