BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.10 Optimisasi Skala Pembangkit
Tabel 2.5: Nilai faktor pembesar (C)
Periode Ulang (T) Variasi Reduksi (Y) LUAS DAS (km2) < 180 300 600 900 1200 >1500 5 1,5 1,28 1,27 1,24 1,22 1,19 1,17 10 2,25 1,56 1,54 1,48 1,44 1,41 1,37 20 2,97 1,88 1,84 1,75 1,75 1,64 1,59 50 3,9 2,35 2,3 2,18 2,18 2,03 1,96 100 4,6 2,78 2,72 2,57 2,57 2,37 2,27 sumber: Soewarno (1995)
Gambar 2.10: Diagram model MAF (Soewarno, 1995)
2.6.3 Metode Weduwen
Metode Weduwen dapat digunakan untuk menghitung debit maksimum dengan luas DAS dibawah 100 km2 (Kamiana, 2011).
7 β.I 4,1 1 α (2.31)
A 120 .A 9 t / 1 t 120 β (2.32) 1,45 t 67,65 x 240 Rn I (2.33) t = 0,25 x L x Q-0,25 x I-0,25 (2.34) di mana, Q = debit banjir (m3/detik), α = koefisien pelimpasan air hujan/ run off, β = koefisien reduksi luasan untuk curah hujan di DAS, I = intensitas hujan (m3/detik/km2), dan A = luas daerah pengaliran (km2).2.7 Evapotranspirasi
Evaporasi atau penguapan adalah suatu proses perubahan dari molekul air dalam fisik cair ke fisik gas. Evaporasi terjadi apabila terdapat tekanan uap air antara permukaan dan udara di atasnya. Transpirasi adalah suatu proses ketika air di dalam tumbuhan dilimpahkan ke atmosfer dalam bentuk uap air. Pada saat transpirasi tanah tempat tumbuhan berada juga mengalami kehilangan kelembaban akibat evaporasi. Transpirasi terjadi jika tekanan uap air di dalam sel daun lebih tinggi dari pada tekanan uap air di udara. Dalam istilah hidrologi, proses evaporasi + transpirasi = evapotranspirasi.
Air di dalam tanah juga dapat naik ke udara melalui tumbuh–tumbuhan. Peristiwa ini disebut evapotranspirasi. Banyaknya berbeda–beda, tergantung dari kadar kelembaban tanah dan jenis tumbuh–tumbuhan. Umumnya banyaknya transpirasi yang diperlukan untuk menghasilkan 1 gram bahan kering disebut laju transpirasi dan dinyatakan dalam gram. Di daerah yang lembab, banyaknya adalah kira–kira 200 sampai 600 gram dan untuk daerah kering kira–kira dua kali sebanyak itu. Data–data yang diperlukan dalam perhitungan evaporasi/ evapotranspirasi adalah data penyinaran matahari, temperatur udara, data kecepatan angin, data kelembaban udara, dan data evaporasi.
Pada penelitian ini digunakan metode Penman Modifikasi. Metode Penman Modifikasi merupakan metode perhitungan evapotranspirasi yang cukup banyak digunakan. Dibandingkan dengan metode lainnya cara ini relatif lebih mudah dengan tingkat akurasi yang cukup. Metode Penman Modifikasi dalam perkembangannya telah banyak mengalami modifikasi. Metode Penman Modifikasi digunakan Jailani (2005) untuk menghitung evapotranspirasi di sungai Laay, Lampung Barat.
e = c x (W x Rn + (1 – W) x f(u) x (ea – ed)) (2.35)
di mana, e adalah evapotranspirasi potensial harian (mm/ hari), c = faktor koreksi iklim, W = faktor bobot, Rn = radiasi netto (mm/ hari), f(u) = fungsi dari kecepatan angin, ea = tekanan uap jenuh, dan ed = tekanan uap aktual.
2.8 Debit Andalan
Debit andalan adalah debit dengan periode ulang tertentu yang diperkirakan akan melalui suatu sungai atau bangunan air. Periode ulang adalah waktu hipotetik dimana suatu kejadian dengan nilai tertentu, debit rencana misalnya, akan disamai atau dilampaui 1 kali dalam jangka waktu hipotetik tersebut. Hal ini tidak berarti bahwa kejadian tersebut akan berulang secara teratur setiap periode ulang tertentu (Kamiana, 2011). Prawirakusuma (2008) menggunakan metode NRECA dan Mock pada penelitiannya untuk menghitung ketersediaan air sungai Cipunagara di Jawa Barat. Pada penulisan ini, akan digunakan metode NRECA dan metode Mock.
2.8.1 Ketersediaan Air
Tujuan analisa ketersediaan air adalah untuk memperkirakan ketersediaan air di sungai, yang diketahui sebagai dependable flow. Ketersediaan air biasanya diperlukan dalam studi pendahuluan proyek-proyek yang akan memanfaatkan air dari sungai. Analisa ketersediaan air memerlukan data debit harian atau bulanan dengan panjang lebih dari 10 tahun. Untuk ketepatan yang lebih baik diperlukan data yang lebih panjang. Data harus berupa data pengukuran pada stasiun AWLR di atau dekat lokasi pengukuran. Namun data debit sangat jarang tersedia, dan juga lokasi AWLR terletak jauh dari lokasi pengukuran, seperti yang terjadi dalam studi ini. Bila data yang panjang tidak tersedia, maka bergantung kepada tersedianya data hujan, data
debit dapat diperpanjang dengan suatu model yang menghubungkan hujan dan limpasan (run off). Dalam study ini tidak terdapat AWLR di atau dekat lokasi pengukuran. Dalam hal ini data debit yang telah diperpanjang dapat di transfer ke lokasi sudi dengan menggunakan perbandingan DAS. Dengan demikian ketersediaan air dapat diperkirakan.
2.8.2 Model NRECA
Banyak model hidrologi untuk mensimulasikan hujan-limpasan yang tujuannya adalah untuk pengisian atau memperpanjang data debit, antara lain model Tank, model Mock, model SSARR dan model NRECA. Model NRECA yang dikembangkan oleh Norman H. Crawfort yang merupakan penyederhanaan dari Stanford Watershed Model IV yang memiliki 34 parameter. Model ini juga digunakan Rumere (2008) yang menghitung potensi sumber daya air di Danau Sentani di Provinsi Papua. Model ini telah banyak diterapkan oleh Puslitbang Pengairan pada berbagai daerah pengaliran di Indonesia, selain parameter model relatif sedikit dan mudah dalam pelaksanaannya serta memberikan hasil yang cukup handal. Secara umum persamaan dasar dari model ini dirumuskan sebagai berikut.
Q = P - E + S (2.36)
di mana, Q = limpasan (mm), P = hujan rata-rata DAS (mm), E = evapotranspirasi aktual (mm), dan S = perubahan kandungan (simpanan) air dalam tanah (mm).
Persamaan keseimbangan air diatas merupakan dasar dari model NRECA untuk suatu daerah aliran sungai pada setiap langkah waktu, dimana hujan, aktual evapotranspirasi dan limpasan adalah volume yang masuk kedalam dan keluar pada suatu DAS untuk setiap langkah waktu tertentu. Dalam model NRECA terdapat dua tampungan yaitu simpanan kelengasan (moisture storage) dan simpanan air tanah (groundwater storage). Simpanan kelengasan ditentukan oleh hujan dan actual evapotranspirasi. Simpanan air tanah ditentukan oleh kelebihan kelengasan (excess moisture). Secara skematis struktur dari model NRECA dapat dilihat pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11: Diagram model NRECA (Prawirakusuma, 2008)
2.8.2.1 Parameter Karakteristik DAS
Pada model NRECA ini ada tiga parameter yang menggambarkan karateristik DAS yang besar pengaruhnya terhadap keluaran sistem, yaitu :
Nominal: indeks kapasitas kelengasan tanah (mm) dapat didekati dengan persamaan :
NOMINAL = 100 + C × RA
di mana, C = 0,2 dan RA = hujan tahunan (mm). Nilai Nominal dapat berkurang sampai 25 % pada DAS yang vegetasinya terbatas.
PSUB: persentase dari limpasan yang bergerak keluar dari DAS melalui limpasan permukaan. PSUB merupakan parameter karakteristik lapisan tanah pada kedalaman 0 ~ 2 m. Nilai PSUB berkisar 0,3 ~ 0,9 bergantung kepada sifat lulus air tanah.
PSUB = 0,3, bila tanah bersifat kedap air PSUB = 0,9, bila tanah bersifat lulus air
GWF: persentase dari tampungan air tanah yang mengalir ke sungai sebagai aliran dasar. GWF merupakan parameter karakteristik lapisan tanah pada kedalaman 2 ~ 10 m.
GWF = 0,2, bila tanah bersifat lulus air GWF = 0,8, bila tanah bersifat kedap air
Simpanan kelengasan Simpanan air tanah Debit Total Evapotranspirasi Hujan (nominal) Excess Moisture Lengas lebih
(PSUB) Imbuhan keair tanah
Aliran air tanah Direct flow
Selain ketiga parameter tersebut, ada dua parameter lagi yang pengaruhnya kecil terhadap keluaran sistem (low effect parameter), yaitu :
SM stor : simpanan kelengasan tanah (soil moisture storage)
GW stor : simpanan air tanah (ground water storage)
2.8.2.2 Simpanan Kelengasan Tanah
Simpanan kelengasan tanah adalah cadangan air yang besarnya ditentukan oleh selisih dari tampungan akhir dan tampungan awal. Besar tampungan ini ditentukan oleh hujan, evapotranspirasi dan kelebihan kelengasan yang menjadi limpasan langsung dan imbuhan air tanah. Simpanan kelengasan tanah bulanan selanjutnya ditentukan dengan persamaan :
(2.37) di mana, SMi = simpanan kelengasan tanah bulan ke 1, SMi-1 = simpanan kelengasan
tanah bulan ke i-1, SM0 = simpanan kelengasan awal yang ditentukan dengan cara
coba-coba, i = indeks 1, 2, 3,… dan Stori-1 = perubahan simpanan kelengasan bulan
ke i-1.
2.8.2.3 Simpanan Air Tanah (Ground Water Storage/GWstor)
Kelebihan kelengasan tanah yang masuk kedalam tanah dan mengalami perkolasi akan masuk ke dalam tampungan air tanah, yang biasa disebut akuifer. Akibat proses hidrologi sebelumnya, akuifer ini biasanya tidak kosong. Simpanan air tanah dalam akuifer akibat proses hidrologi sebelumnya disebut tampungan awal air tanah (begin storage groundwater). Sementara itu tampungan yang telah mendapat air perkolasi disebut sebagai tampungan akhir air tanah (end storage groundwater). Sementara itu tampungan awal bulan selanjutnya ditentukan dengan persamaan berikut. i GWFlow i ESG 1 i BSG (2.38) 1 i ΔStor 1 i SM i SM
di mana, BSGi+1 = tampungan awal bulan ke i+1, ESGi = tampungan akhir bulan ke
1, dan GW Flowi = aliran air tanah bulan ke i.
Dalam model ini tampungan akhir dihitung dengan persamaan sebagai berikut. ESGi = BSGi + RECHi (2.39)
di mana, RECHi = kelebihan kelengasan tanah yang masuk ke dalam tanah pada
bulan ke i.
Urutan langkah perhitungan untuk limpasan bulanan adalah sebagai berikut.
a. Perhitungan hujan wilayah dan evapotranspirasi potensial standar di daerah pengaliran (P dan ET0)
b. Menentukan parameter model : Nominal, PSUB, GWF dan nilai awal tampungan kelengasan tanah (SMstor) dan tampungan air tanah (GWstor) yang akan digunakan dalam proses kalibrasi
c. Perhitungan angka tampungan tiap bulan (storage ratio) : Sr = SMstor/ Nominal, dimana untuk bulan ke 1 Smstor = angka awal tampungan dan untuk bulan selanjutnya adalah SMstor (i) = SMstor (i-1) + S(i-1), dimana S(i-1) = perubahan tampungan pada bulan sebelumnya
d. Perhitungan angka perbandingan antara hujan dan evapotranspirasi potensial: R = P/PET
e. Perhitungan evapotranspirasi aktual (AET), dengan menggunakan persamaan sebagai berikut ini : AET = k1 × PET, dimana k1 = koefisien evapotranpirasi yang bergantung kepada nilai R dan Sr, dengan persamaan regresi sebagai berikut : k1 = P/PET (1 - 0,5 × Sr) + 0,5 × Sr, bila R < 1 dan Sr < 2 ; k1 = 1 bila P/PET ≥ 1 atau Sr ≥ 2
f. Menghitung ratio kelebihan kelengasan (extrat) :
x =(Sr - 1)/0.52 (2.40) tanh ={exp (x) - exp(-x)} / {exp (x) + exp (-x)} (2.41)
Jika Sr ≤ 0 , maka extrat = 0
g. Perhitungan kelebihan kelengasan (excm), perubahan tampungan (S) dan perkolasi (rech) dengan rumus sebagai berikut :
excm = exrat ( P - AET) .(2.42) S = P - AET - excm
rech = PSUB × excm
h. Perhitungan angka awal dan akhir tampungan air tanah (BSG dan ESG):
Untuk bulan ke-1 = BSG = GWSTOR
Untuk bulan berikutnya = BSG(n)= ESG(n-1) - GF(n-1)
ESG = rech + BSG
GF = limpasan air tanah i. Perhitungan limpasan
Limpasan dibagi menjadi 2 bagian, yaitu limpasan langsung (DRF) dan limpasan air tanah (GF) :
DRF = excm – rech (2.43) GF = GWF × ESG (2.44) Total limpasan tiap bulan adalah: Q = GF + DRF (mm).
2.8.2.4 Debit Andalan Berdasarkan Data Debit
Prosedur analisa debit andalan sangat dipengaruhi oleh ketersediaan data. Apabila terdapat data debit dalam jumlah cukup panjang, maka analisa ketersediaan air dapat dilakukan dengan melakukan analisa frekuensi terhadap data debit tersebut.
Untuk mendapatkan ketersediaan air di suatu stasiun diperlukan debit aliran yang bersifat runtut waktu (time series), misalnya data debit harian sepanjang tahun selama beberapa tahun. Data tersebut menjadi masukan utama dalam model simulasi wilayah sungai, yang menggambarkan secara lengkap variabilitas data debit aliran.
Debit andalan dapat ditentukan dengan menggunakan kurva massa debit yang dibentuk dengan menyusun data debit, dari debit maksimum sampai debit minimum. Susunan data dapat dinyatakan dalam bentuk gambar kurva massa atau dalam bentuk tabel. Pada kurva massa debit, ordinat adalah debit aliran sedang waktu (hari) atau persentase waktu sebagai absis. Kurva menunjukkan besarnya debit disamai atau
dilampaui untuk beberapa persen waktu yang diinginkan. Untuk bentuk tabel, data debit harian diurutkan dari nilai terbesar sampai terkecil, persen keandalan diperoleh dari nilai m/n yang dinyatakan dalam % di mana m adalah nomor urut dan n adalah jumlah data. Kurva massa debit dapat juga digambarkan dengan menggunakan nilai debit rerata dua mingguan atau rerata bulanan yang diperoeh dari debit harian runtut waktu.
2.8.3 Metode F. J. Mock
Untuk mengetahui besarnya limpasan permukaan (surface run off) akibat curah hujan andalan digunakan metode model F. J. Mock. Dari analisa model ini akan diperoleh informasi besarnya aliran debit andalan pada setiap sumber air. (Prawirakusuma, 2008)
Dasar asumsi dari analisa ketersediaan air dengan metode F. J. Mock yaitu bahwa curah hujan yang jatuh pada watershed sebagian akan jatuh pada permukaan tanah dan sebagian lagi akan mengalami evapotranspirasi. Surplus hujan terjadi bila kelembaban tanah telah mencapai harga maksimum. Dari air surplus, sebagian akan menjadi direct run off dan sebagian lagi akan meresap ke dalam tanah sebagai infiltrasi. Dari air yang mengalami proses infiltrasi sebagian akan mengalir sebagai aliran dasar (base flow) dan sebagian lagi akan mengubah tampungan air tanah sehingga menaikkan penampungan air tanah. Selanjutnya air tanah yang mengalir sebagai base flow akan bergabung dengan direct run off.
Parameter yang digunakan dalam metode F. J. Mock ini, antara lain:
Koefisien infiltrasi
Parameter ini ditentukan berdasarkan kondisi porositas dan kemiringan daerah pengaliran. Lahan yang bersifat porous umumnya mempunyai koefisien yang cenderung besar. Namun jika kemiringan tanahnya terjal dimana air tidak sempat mengalami proses infiltrasi sampai perkolasi ke dalam tanah maka koefisien infiltrasinya bernilai kecil. Nilai maksimum koefisien ini adalah 1. Nilai ini bevariasi untuk setiap bulan. Untuk setiap jenis dan topografi yang
sama, bulan kering mempunyai infiltrasi yang relative lebih besar dibanding bulan basah.
Konstanta resesi aliran
Adalah proporsi dari air tanah bulan lalu yang masih ada bulan sekarang, artinya tidak mengalir menuju stream flow. Nilai K cenderung besar pada bulan dimana bulan sebelumnya merupakan bulan basah dan cenderung lebih kecil apabila bulan sebelumnya merupakan bulan kering.
Faktor persentase (PF)
PF merupakan persentase hujan yang mengalami limpasan. Digunakan dalam perhitungan storm run off pada perhitungan total run off. Storm run off hanya dimasukkan ke dalam total run off, bila P < 200 mm/bulan. F. J. Mock menyarankan besarnya nilai PF berkisar antara 5% sampai dengan 10% namun tidak mencukupi kemungkinan nilai ini meningkat secara tidak beraturan sampai harga 37,3%.
2.8.4 Kurva Durasi Debit
Debit andalan adalah besarnya aliran sungai maksimum yang akan digunakan sebagai acuan untuk membangkitkan energi dan merencanakan bangunan-bangunan utama. Penentuan besarnya debit andalan ini yang menggunakan data AWLR, ditentukan menggunakan dua cara, yaitu metode resesi dan kurva durasi debit (duration curve).
Metode resesi digunakan untuk melihat kecenderungan penurunan debit air sungai, sehingga debit minimum bisa ditentukan. Untuk analisa debit sungai dengan metode resesi ini digunakan model regresi eksponensial karena lebih dapat mewakili penurunan debit yang terjadi.
Metode Kurva Durasi Debit merupakan penggambaran besarnya aliran dengan kemungkinan kejadiannya. Kurva durasi juga menunjukkan karakteristik aliran suatu sungai yang diperoleh dari rangkaian data pada periode yang panjang. Untuk membentuk kurva durasi debit dapat digunakan 2 cara yaitu dengan mengurutkan langsung dan dengan membuat kelas interval.
2.9 Perhitungan Daya yang Dihasilkan
PLTM yang menghasilkan daya listrik bergantung sekali pada jumlah debit air sungai yang digunakan serta tinggi jatuh air yang didapatkan. Dalam perhitungan daya, nilai H dapat ditaksir dari peta topografi yang ada atau untuk secara lebih akurat dapat diukur dengan alat ukur survei langsung ke lapangan. Alat ukur survei tersebut dapat berupa Total Station atau GPS Geodetik. H adalah perbedaan muka air, yang pada keadaan banjir muka airnya dapat lebih tinggi. Tetapi perbedaan tinggi dapat diambil tidak berubah karena pada daerah yang lebih rendah muka air juga naik (Patty, 1995).
Perbedaan tinggi dalam PLTA yang menggunakan run off river adalah selisih dari tinggi bendung yang direncanakan dengan elevasi power house. Tinggi bendung biasanya direncanakan dengan tinggi 2 hingga 3 meter dari permukaan air sungai. Daya yang dihasilkan oleh turbin diperoleh dengan persamaan berikut:
Pt= g × H × Q × (2.45) di mana, Pt = daya turbin (kW), g = percepatan gravitasi (m/detik2), H = jatuh efektif (m), Q = debit (m3/detik), dan = efisiensi.
Daya keluaran turbin yang merupakan daya mekanik selanjutnya diubah menjadi daya listrik oleh generator pada tegangan rendah. Pada perubahan tersebut terjadi kehilangan daya sehingga generator juga memiliki efisiensi, yaitu g. Tegangan yang keluar dari generator perlu diubah menjadi tegangan transmisi melalui trafo. Perubahan tegangan ini juga terjadi kehilangan daya sehingga trafo memiliki efisiensi juga, yaitu s.
Daya keluaran PLTM, Pp, dengan demikian menjadi:
Pp= t × g × s × Pt (2.46) Efisiensi yang disebutkan di atas maksudnya adalah pemilihan tipe turbin dan desain generator yang tepat, pemilihan manufaktur turbin dengan efisiensi yang lebih tinggi, menambah jumlah unit pembangkit, pengoperasian pembangkit yang tepat, dan perawatan peralatan. Umumnya nilai efisiensi yang digunakan adalah :
Efisiensi generator : g = 98 %
Energi yang dihasilkan selama waktu tertentu adalah penjumlahan terhadap tenaga kali waktu:
E (kWh) = P (kW) × t (h) (2.47) di mana, E = Energi yang dihasilkan (kWh), P = daya listrik (kW), dan t = waktu (h).
2.10 Optimisasi Skala Pembangkit
Optimisasi skala dimaksudkan untuk menentukan skala pembangkit yang berupa besarnya kapasitas terpasang untuk tata letak yang telah ditentukan. Optimisasi ini dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut.
1. Menyiapkan kurva durasi aliran (flow duration curve) untuk aliran di lokasi PLTM. Dalam hal ini, kurva durasi debit diperoleh dari analisa hidrologi. 2. Melakukan desain awal untuk menentukan ukuran komponen-komponen
pembangkit untuk setiap tingkat kehandalan berdasarkan debit primer, tinggi jatuh dan kehilangan tinggi jatuh, termasuk penentuan kapasitas terpasangnya. 3. Melakukan analisis perkiraan pembangkitan tenaga untuk setiap tingkat kehandalan berdasarkan kurva durasi debit. Dalam hal ini dianggap PLTM akan berfungsi sebagai penyedia beban dasar. Hasil yang diperoleh dari analisa ini adalah jumlah energi yang dikeluarkan oleh pembangkit selama rangkaian waktu tersebut.
4. Menghitung perkiraan biaya proyek untuk masing-masing tingkat kehandalah, termasuk biaya engineering, administrasi, pajak pertambahan nilai dan kontingensi.
5. Menghitung nilai indeks energi dalam US$/ KWh untuk setiap tingkat kehandalan.
Tingkat kehandalan yang memiliki indeks energi terendah adalah tingkat kehandalan yang paling optimum dan akan merupakan tingkat kehandalan yang terpilih dan skalanya ditetapkan sebagai skala proyek.
2.10.1 Perkiraan Biaya Komponen
Untuk keperluan optimisasi skala pembangkit, diperlukan perkiraan biaya proyek untuk berbagai macam skala proyek. Perkiraan biaya pada tahap optimisasi ini menggunakan formula biaya yang ditentukan berdasarkan data biaya komponen pembangkit di seluruh dunia, yang diambil dari pekerjaan Hydropower Inventory, yang berbasis pada tahun 1996, dengan beberapa penyesuaian seperlunya.
Biaya proyek yang dihasilkan berupa biaya yang masih awal dikarenakan tidak memperhitungkan kondisi yang spesifik pada masing-masing komponen proyek yang ditinjau, sehingga tidak dapat digunakan sebagai acuan biaya proyek yang riil. Perkiraan biaya yang lebih teliti akan dilakukan pada tahap selanjutnya. Namun demikian, perkiraan biaya ini sudah mencukupi apabila digunakan untuk membandingkan alternatif skala pembangkit untuk memperoleh skala pembangkit yang paling optimum. Untuk melakukan perkiraan biaya setiap komponen, sebelumnya ditentukan ukuran masing-masing komponen tersebut. Berikut ini adalah formula perkiraan biaya komponen proyek yang digunakan pada studi optimisasi ini.
a. Bendung
CDD = 350 × VDD0.95 (2.48) di mana, CDD = biaya bendung pengambilan (US$) dan VDD = volume beton (m3).
b. Intake
CIN = 100000 × (D × Qp/2)0.51 (2.49)
di mana, CIN = biaya intake termasuk kolam penangkap pasir (US$), D = diameter terowongan (m) dan Qp = debit puncak (m3/ detik).
c. Saluran pembawa
COC = a × Bb (2.50) di mana, COC = biaya saluran pembawa (US$), a, b = koefisien yang ditentukan berdasarkan kemiringan tebing, kedalaman batuan dasar dan banyaknya persilangan dengan sungai dan B = lebar saluran (m).
d. Kolam penenang
di mana, CST = biaya kolam penenang (US$), Qt = debit maksimum(m3/s),
dan LT = panjang saluran hantar (m).
e. Pipa pesat
CSP = (0.0015 × DIAP2 × H2 × UCS + 0.05 × DIAP) × Lp × N (2.52)
di mana, CSP = biaya pipa pesat (US$), DIAP = diameter pipa pesat (m), H2 =
tekanan air (m), UCS = harga satuan baja (US$/ton) diambil sebesar US$ 10,000 per ton, Lp = panjang pipa pesat (m), dan N = jumlah pipa pesat.
f. Bangunan sentral
CHP1 = 2,300 × [P/HEF1/2]0.71
CHP2 = 3,500 × [Qp × HEF2/3 × N1.2]0.85
(2.53) (2.54) di mana, CHP1 = biaya bangunan sentral (superstructures) (US$), CHP2 =
Biaya fondasi (substructures) termasuk peralatannya (US$), P = kapasitas terpasang (kW), HEF = tinggi jatuh efektif (m), dan N = jumlah unit
pembangkit.
g. Peralatan mekanikal dan elektrikal
CPE = 2,200 × [P/HEF1/2]0.90 (2.55)
di mana, CPE = biaya peralatan mekanikal termasuk peralatan serandang hubung (US$).
h. Bangunan sipil lain-lain
Biaya bangunan sipil lain-lain diambil suatu persentase yaitu 5% terhadap keseluruhan biaya pekerjaan sipil yang ditentukan dengan rumus di atas. i. Jalan akses
Biaya jalan akses dihitung dengan mengalikan panjang jalan akses dengan harga satuan jalan per kilometer. Harga satuan jalan dalam hal ini diambil sebesar US$ 125.000 per kilometer.
j. Jalur transmisi
Biaya jalur transmisi untuk tegangan 70 kV dengan double circuit diambil sebesar US$ 25.000 per kilometer.
k. Gardu induk
l. Engineering dan administrasi
Biaya engineering dan administrasi diambil sebesar 12,5% terhadap seluruh biaya langsung.
2.10.2 Dimensi Bangunan Utama
Dimensi bangunan utama, yaitu bendung, saluran hantar dan pipa pesat diperkirakan berdasarkan formula yang diperoleh dari pekerjaan Hydropower Inventory, perhitungan sendiri dan dari beberapa publikasi. Formula tersebut adalah sebagai berikut.
Saluran terbuka trapesium dengan kemiringan lereng 1v : 1h B = 1.13 × Q0.375
H = 0.90 × Q0.375
(2.56) (2.57)
Saluran terbuka segiempat B = 1.492 × Q0.375 H = 1.194 × Q0.375
(2.58) (2.59) di mana, B = lebar dasar (m), H = tinggi saluran (m), dan Q = debit andalan (m3/ detik).
Pipa pesat permukaan
D = 0.560 × Q0.430 (2.60) di mana, D = diameter pipa pesat (m).
2.10.2.1 Optimisasi Skala Pembangkit
Metode yang digunakan pada penelitian ini sudah digunakan pada beberapa PLTM di Pulau Jawa. Debit banjir, debit andalan, elevasi rencana, dan panjang saluran air merupakan data utama yang dibutuhkan pada metode ini. Dan output dari metode ini adalah kapasitas daya yang dapat dihasilkan, modal investasi yang dibutuhkan, dan tarif minimum listrik yang bisa diterapkan kepada pengguna listrik. Optimisasi skala pembangkit dilakukan dengan melakukan simulasi terhadap tata letak yang telah ditentukan, dengan berbagai tingkat kehandalan yaitu 50%, 60%, 70%, 80% dan 90%.
BAB 3
DESKRIPSI DAERAH KAJIAN DAN METODOLOGI PENELITIAN