ABSTRAK
ANALISIS TEKNIS MIKROHIDRO
DI DESA BANGUN RAHAYU BANDAR LAMPUNG Oleh
AFRISAL SAFARI
Salah satu upaya masyarakat Desa Bangun Rahayu untuk memenuhi kebutuhan energi listrik adalah dengan membuat pembangkit listrik tenaga mikrohidro, namun pada kenyataannya masyarakat desa tersebut masih kekurangan pasokan listrik karena mikrohidro yang dipasang tidak bekerja secara optomal. Diketahui bahwa mikrohidro di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung memiliki tinggi jatuh air total 6,06 m, panjang pipa total 37,79 m dan debit air sebesar 0,0763 m3/dt dengan nilai losses pada pipa sebesar 0,943 m. Dalam upaya untuk meningkatkan potensi mikrohidro di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung, maka dilakukan analisis secara teknis terhadap mikrohidro di Desa tersebut dengan melakukan perancangan sistem saluran air melalui pipa untuk
mendapatkan nilai kehilangan energi air sekecil mungkin. Hal tersebut dilakukan dengan merancang sistem pipa berdasarkan perhitungan dengan merubah
pemasangan diameter dan panjang pipa.
Dari hasil penelitian didapatkan headlosses rangkaian pipa mikrohidro eksisting adalah sebesar 0,943 m, head nossel 5,117 m, daya teoritis air pada pipa 3830 Watt dan efisiensi pada rangkaian pipa sebesar 84%. Berdasarkan perancangan yang dilakukan pada penelitian ini, didapatkan rancangan rangkaian pipa yang paling baik dengan headloss sebesar 0,447 m, head nossel 5,614 m, daya teoritis air pada pipa 4202 Watt dan efisiensi rangkaian pipa 93%. Dari data tersebut terjadi pengurangan headloss sebesar 0,496 dan mengalami kenaikan terhadap daya teoritis air pada pipa sebesar 372 Watt sehingga terjadi peningkatan efisiensi pipa sebesar 9%.
ABSTRACT
TECHNICAL ANALYSIS OF MICROHYDRO AT BANGUN RAHAYU VILLAGE OF BANDAR LAMPUNG
By
AFRISAL SAFARI
One of the community’s efforts to meet the needs of electrical energy at Bangun Rahayu Village is to build a micro hydro power plant. The existing electricity produced, however; does not meet the energy required at the Village because the installation does not work properly. It was known that with a gross head of 6.06 m and 37.79 m length of pipe, the installation generated flow rate of 0.0763 m3/dt and calculated head losses of 0.943 m. This head loss of the pipe line is
considered high enough. This study was aimed to simulate the pipe line, in order to get some more efficiency of the system or to reduce the head loss. The
simulation was carried out by changing the diameters of some parts of the pipes. Result showed a series of the existing pipe lines generated 5.117 m head or the theoretical power of 3830 Watt at the nozzle. This meant that the pipe line system efficiency was 84%. Based on the new design made in this study, the head loss of the pipe lines was 0.447 m, increasing 5.614 m head, thus theoretical power of 4202 Watt at the nozzle. The new design increased the efficiency up to 93%. This meant that the head loss decreased by 0.496, the theoretical power at the nozzle increased by 372 Watt, and the efficiency increased by 9%.
ANALISIS TEKNIS MIKROHIDRO
DI DESA BANGUN RAHAYU BANDAR LAMPUNG (Skripsi)
AFRISAL SAFARI
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG
TEKNIS MIKROHIDRO
DI DESA BANGUN RAHAYU BANDAR LAMPUNG
AFRISAL SAFARI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada
Jurusan Teknik Pertanian
Fakultas Pertanian Universitas Lampung
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG
iv DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Turbin Pelton ... 17
2. Turbin Turgo ... 18
3. Turbin crossflow ... 19
4 Turbin Francis ... 20
5. Turbin Kaplan ... 21
6. Diagram Moody ... 27
7. Pola masuk air dalam pipa ... 29
8. Rangkaian pipa mikrohidro ... 43
9. Garis head energi pipa mikrohidro di Desa Bangun Rahayu ... 44
10. Garis head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 6” ... 46
11. Garis head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 10”, 8” dan 6”.. 48
12. Garis head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 10” ... 50
13. Sketsa rancangan pipa mikrohidro dengan bak penampung ... 51
14. Garis head energi pipa horizontal 10” dan vertikal 20” ... 52
15. Garis head energi pipa horizontal 10” danvertikal 10” ... 53
16. Garis head energi pipa horizontal 10” dan vertikal 8” ... 55
17. Persamaan linier arus dan tegangan generator ... 58
18. Hubungan arus terhadap putaran generator ... 58
iv DAFTAR ISI
SANWACANA ... ii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Tujuan Penelitian ... 3
1.3. Luaran Penelitian ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Energi Listrik ... 4
2.2. Mikrohidro ... 6
2.3. Komponen Pembangkit Listrik Mikrohidro ... 9
2.3.1. Bendung ... 10
2.3.2. Saluran Pembawa ... 12
2.3.3. Pipa Pesat ... 13
2.3.4. Saluran Pembuangan ... 14
2.3.5. Kolam Penenang ... 14
2.3.6. Rumah Pembangkit ... 15
2.4. Turbin Air ... 15
2.4.1. Turbin Impuls ... 16
2.4.2. Turbin Reaksi ... 19
2.5. Saluran Pipa Mikrohidro ... 21
2.5.1. Aliran air ... 23
v
vi DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Pengelompokan turbin ... 16
2. Harga Kc penyusutan dan pembesaran pipa ... 28
3. Data pengukuran head dan panjang pipa ... 37
4. Pengukuran debit air menggunakan bola ... 38
5. Pengukuran debit air menggunakan drum ... 38
6. Nilai head energi pipa mikrohidro Desa Bangun Rahayu ... 43
7. Nilai head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 6” ... 45
8. Nilai head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 10”, 8” dan 6” .... 47
9. Nilai head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 10” ... 49
10. Nilai energi pipa horizontal 10” dan vertikal 20” ... 51
11. Nilai energi pipa horizontal 10” dan vertikal 10” ... 53
12. Nilai energi pipa horizontal 10” dan vertikal 8” ... 54
13. Pengukuran turbin dan generator waktu siang ... 56
14. Pengukuran turbin dan generator waktu malam ... 57
15. Analisis energi sistem mikrohidro ... 59
16. Nilai headloss rangkaian pipa mikrohidro ... 86
17. Daya teoritis air dalam pipa ... 90
vii DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Turbin Pelton ... 17
2. Turbin Turgo ... 18
3. Turbin crossflow ... 19
4 Turbin Francis ... 20
5. Turbin Kaplan ... 21
6. Diagram Moody ... 27
7. Pola masuk air dalam pipa ... 29
8. Rangkaian pipa mikrohidro ... 43
9. Garis head energi pipa mikrohidro di Desa Bangun Rahayu ... 44
10. Garis head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 6” ... 46
11. Garis head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 10”, 8” dan 6”.. 48
12. Garis head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 10” ... 50
13. Sketsa rancangan pipa mikrohidro dengan bak penampung ... 51
14. Garis head energi pipa horizontal 10” dan vertikal 20” ... 52
15. Garis head energi pipa horizontal 10” dan vertikal 10” ... 53
16. Garis head energi pipa horizontal 10” dan vertikal 8” ... 55
17. Persamaan linier arus dan tegangan generator ... 58
18. Hubungan arus terhadap putaran generator ... 58
Judul Skripsi : ANALISIS TEKNIS MIKROHIDRO DI DESA BANGUN RAHAYU BANDAR LAMPUNG
Nama Mahasiswa :
Afrisal Safari
Nomor Pokok Mahasiswa : 0614071015
Jurusan : Teknik Pertanian
Fakultas : Pertanian
MENYETUJUI,
1. Komisi Pembimbing
Ir. Budianto Lanya, M.T. Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc.
NIP. 195805231986031002 NIP. 196512111987031004
2. Ketua Jurusan
Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc.
MENGESAHKAN
1. Tim Penguji
Ketua : Ir. Budianto Lanya, M.T.
Sekretaris : Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc.
Penguji
Bukan Pembimbing : Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P.
2. Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. H. Wan Abbas Zakaria, M.S.
NIP. 196108261987021001
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Gedong Tataan, Kab. Pesawaran, Lampung pada tanggal 5 April 1988 sebagai anak pertama dari lima bersaudara, pasangan dari Bapak Abdul Fatah dan Ibu Andriyeni.
Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak Kanak (TK) di TK Assalam Sukarame Bandar Lampung pada tahun 1994, pendidikan Sekolah Dasar (SD) di SD Negeri 5 Sukarame Bandar Lampung pada tahun 2000, pendidikan Sekolah Menengah Tingkat Pertama (SLTP) di SLTP Negeri 21 Bandar Lampung pada tahun 2003, dan pendidikan Sekolah Menengah Umum (SMU) di SMU Utama 2 Bandar Lampung pada tahun 2006.
Tahun 2006, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Program Studi Teknik
** Salam Mahasiswa **
Dengan memanjatkan doa serta puji syukur kehadirat ALLAH SWT
dan senantiasa mengucapkan sholawat serta salam atas kebesaran Nabi Muhammad SAW
Telah aku goreskan sedikit tinta dalam hasil karya masa enam tahun kehidupanku
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat
Kupersembahkan hasil karya ini teruntuk orang yang aku sayangi
Kedua orang tua ku, adik-adik ku, beserta keluarga dan Annisa yang aku cinta
semoga yang aku lakukan dapat berguna bagi kalian dan kehidupanku di masa yang akan datang
** Serta Almamater Tercinta **
*****************************************
Seorang Pemimpin Itu Harus Cerdas, Berani, Otoriter, Namun Adil Dan Bijaksana
Cerdas dan Berani agar disegani
Otoriter agar ditakuti
Adil dan Bijaksana agar dihormati
PERYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA
Saya adalah Afrisal Safari NPM 0614071015 , Dengan ini menyatakan bahwa apa yang tertulis dalam karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri yang berdasarkan pada pengetahuan dan informasi yang telah saya dapatkan. Karya ilmiah ini tidak berisi material yang telah
dipublikasikan sebelumnya atau ditulis orang lain atau dengan kata lain bukanlah hasil dari plagiat karya orang lain.
Demikianlah peryataan ini saya buat dan dapat dipertanggungjawabkan. Apabila di kemudian hari terdapat kecurangan dalam karya ini, maka saya siap
mempertanggungjawabkannya.
Bandar Lampung, 22 Juni 2012 Yang membuat peryataan
ii SANWACANA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan karunia dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyeleaikan penelitian dan
penyusunan skripsi yang berjudul “Analisis Teknis Mikrohidro di Desa Bangun
Rahayu Bandar Lampung”
Penulis menyadari bahwa penyelesaian skripsi ini tidak lepas dari bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Budianto Lanya, M.T., sebagai pembimbing I dan pembimbing akademik yang telah memberikan arahan, masukan, dan bimbingan.
2. Bapak Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc., selaku pembimbing II sekaligus Kajur Teknik Pertanian yang telah memberikan banyak bimbingan selama
pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi.
3. Bapak Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P., sebagai pembahas atas kritik, saran dan bantuan yang diberikan untuk kebaikan skripsi.
4. Dosen-dosen Jurusan Teknik Pertanian Universitas Lampung. 5. Karyawan Jurusan Teknik Pertanian Universitas Lampung.
6. Bapak Acang Sutima dan seluruh anggota kelompok mikrohidro Desa Bangun Rahayu atas semua bantuannya.
iii 8. Teman-teman angkatan 2006, terutama Mulyanto, S.TP., terimakasih atas
kebersamaan dan kekeluargaanya serta keluarga besar Jurusan Teknik Pertanian Universitas Lampung.
9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, akan tetapi sedikit harapan semoga penelitian dalam skripsi ini dapat memberikan manfaat dan dapat berguna bagi pembaca untuk kemajuan dalam bidang teknologi pertanian.
Bandar Lampung, 22 Juni 2012 Penulis,
III. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan pada bulan Juli 2011 - Desember 2011 di Desa Bangun Rahayu Kota Bandar Lampung
3.2. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah meteran, waterpass, kompas, bak ukur, tang ampere dan stopwatch.
3.3. Metode Penelitian
Pelaksanaan penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahap pengukuran sistem penyaluran mikrohidro yang meliputi debit, elevasi, diameter pipa, panjang pipa, sistem penyaluran air pada pipa mikrohidro serta data sekunder yang di hitung kemudian dimasukan ke dalam pengolahan data.
3.4. Analisis Data
3.4.1. Energi Air Dalam pipa
Prinsip dari mikrohidro adalah dengan pemanfaatkan beda tinggi bendung terhadap generator mikrohidro dan debit air yang dimiliki suatu aliran sungai, dengan memanfaatkan energi aliran sungai sebagai daya penggerak untuk membangkitkan mikrohidro.
3.4.1.1. Head dan Panjang Pipa
Head dan panjang pipa dihitung dengan pengukuran menggunakan waterpass dan meteran yang ditarik dari titik pangkal pipa pada bendung sampai titik akhir pipa pada bangunan turbin dan diketahui besar head bendung keseluruhan serta panjang pipa mikrohidro di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung.
3.4.1.2. Kecepatan dan Debit Air Dalam Pipa
Kecepatan aliran air dan luas penampang pembawa air menjadi parameter untuk menentukan debit. Debit air dihitung dengan cara menghanyutkan bola yang berisi air dan menggunakan drum. Debit dan kecepatan air dalam pipa dihitung dengan Persamaan (2).
3.4.1.3. Daya Air
3.4.2. Kerugian Aliran Dalam Pipa
Kerugian aliran dalam pipa merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi daya head yang dihasilkan terhadap daya hidraulik air sehingga mengurangi daya teoritis total yang seharusnya dihasilkan dari rangkaian pipa mikrohidro seperti kerugian head karena percepatan, gesekan dan perubahan penampang.
3.4.2.1. Headloss Mayor
Perhitungan headloss mayor ini dihitung dengan mencari nilai koefisien gesek (f) yang terdapat dalam diagram Moody pada Gambar 6 dengan menentukan nilai bilangan Reynolds dan koefisien gesek pipa, kemudian dimasukan dalam Persamaan (4).
3.4.2.2. Headloss Minor
Headloss minor yang terjadi di dalam pipa diukur dengan menggunakan beberapa parameter perhitungan yang terdapat pada Persamaan (7) dan (8).
3.4.2.3. Headloss Bendung
Headloss bendung merupakan besarnya hambatan yang terjadi di dalam pipa pipa yang berhubungan langsung ke bendung hal ini dipengaruhi oleh faktor perubahan diameter dan banyaknya belokan pada pipa.
3.4.2.4. Headloss Nossel
3.4.3. Analisis Teknis Turbin dan Generator
Analisis teknis turbin dan generator adalah kegiatan yang dialkukan untuk
mencari nilai daya hidraulik pada air dan keluaran listrik yang ada pada generator sehingga ditemukan suatu nilai energi yang mampu untuk memutar generator sehingga sistem mikrohidro dapat berfungsi dengan baik.
3.4.4. Analisis Sistem Mikrohidro
Analsis sistem mikrohidro merupakan analisis teknis keseluruhan sistem mikrohidro yang mencakup semua komponen sebagai penggerak sistem
mikrohidro mulai dari bendung, nossel, turbin dan generator. Dalam analisis ini bertujuan untuk mencari nilai penurunan terhadap daya yang dihasilkan
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian analisis teknis mikrohidro ini diakukan di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung dan dilaksanakan pada Bulan Agustus 2011 sampai dengan Bulan Desember 2011. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis potensi mikrohidro yang ditinjau dari sistem penyaluran dan beda tinggi reservoir terhadap
mikrohidro yang ada di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung.
Penelitian ini terdiri dari pengamatan debit air sepanjang aliran pipa yang digunakan sebagai daya untuk membangitkan listrik mikrohidro dengan pengukuran langsung dan pengamatan aktual. Mikrohidro yang menggunakan aliran sistem tertutup menggunakan pipa serta memiliki beda tinggi air antara reservoir dan letak turbin akan menghasilkan daya sembur air yang sangat besar,
ditinjau dari ketinggian dan penggunaan pipa sebagai penghantar daya air tersebut.
dan panjang pipa untuk sistem penyaluran air pada mikrohidro ini menggunakan waterpass yang diukur di sepanjang aliran pipa mikrohidro sehingga didapatkan beda tinggi aliran mikrohidro sepanjang aliran pipa dan panjang aliran pipa mikrohidro tersebut. Pengukuran belokan dan kemiringan vertikal pipa sepanjang aliran sungai menggunakan kompass yang dilakukan dengan cara menembakan derajat kemiringan pipa dari reservoir sampai generator dan pengamatan terhadap pipa dilakukan secara langsung. Data yang didapatkan merupakan dasar analisis yang dilakukan pada penelitian ini.
4.1. Energi Air Dalam Pipa
Mikrohidro adalah pembangkit listrik tenaga air yang biasanya berada di dekat aliran sungai dan memiliki potensi untuk mengubah energi potensial air menjadi energi listrik dengan daya kecil. Prinsip dari mikrohidro adalah dengan
pemanfaatkan beda tinggi bendung terhadap generator mikrohidro dan debit air yang dimiliki suatu aliran sungai. Secara teknis, prinsip mikohidro ini yaitu menggerakkan kincir dengan memanfaatkan tenaga air yang dialirkan secara langsung, tertutup ataupun aliran terbuka. Secara lengkap, sebuah mikrohidro harus memiliki komponen seperti bendung, intake, bak pengendap, saluran pembawa, bak penenang, pipa pesat, kincir dan generator.
4.1.1. Pengukuran Head dan Panjang Pipa
Pada penelitian ini pengukuran head dilakukan dengan menggunakan waterpass yang ditarik disepanjang pipa mikrohidro sehingga didapatkan panjang pipa mikrohidro di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung adalah sebesar 37,79 m dengan beda tinggi sebesar 6,06 m. Adapun data hasil pengukuran head dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Pengukuran head dan panjang pipa.
No Jarak Pengukuran (m) Tinggi (m)
1 0 - 1,23 1,00
2 1,23 - 10,98 1,05 3 10,98 - 20,88 0,88 4 20,88 - 28,20 0,82 5 28,20 - 33,75 0,86 6 33,75 - 37,49 1,15 7 37,49 - 37,79 0,30 37,79 6,06
4.1.2. Pengukuran Kecepatan dan Debit Air Dalam Pipa
Tabel 4. Pengukuran debit air menggunakan bola
Tebel 5. Pengukuran debit air menggunakan drum No Volume
Ket: Perhitungan kecepatan air dilakukan berdasarkan diameter pipa yang digunakan pada Sistem penyaluran air mikrohidro Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung
4.2. Kerugian Aliran Dalam Pipa
4.2.1. Headloss Mayor
Merupakan kerugian head yang terjadi sepanjang pipa hisap mikrohidro yang dihitung dengan menggunakan persamaan Darcy-Weisbach. Besarnya headloss mayor pada mikrohidro di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung telah dihitung
dengan mengukur panjang dan diameter pipa untuk mendapatkan angka Reynold (f) yang kemudian dimasukan ke dalam diagram Moody yang terdapat pada Gambar 7.
Setelah melakukan pengukuran didapatkan data panjang rangkaian pipa yaitu pipa 10” sepanjang 26,34 m, pipa 8” sepanjang 7,7 m dan pipa 6” sepanjang 3,75
meter. Dari rangkaian pipa tersebut didapat headloss mayor pipa 10” sebesar 0,160 meter, pipa 8” sebesar 0,143 meter dan pipa 6” sebesar 0,283 meter. Besarnya nilai headloss mayor pada pipa sangat dipengaruhi oleh panjang pipa dan diameter pipa yang digunakan.
Pada penelitian ini juga dilakukan perancangan rangkaian pipa mikrohidro dengan simulasi perhitungan pada diameter dan panjang pipa yang berbeda untuk mencari nilai headloss mayor agar mendapatkan nilai head tubin yang nantinya akan mempengaruhi besarnya daya teoritis yang dihasilkan pada rangkaian pipa
4.2.2. Headloss Minor
Merupakan kerugian head sepanjang sistem pipa yang terjadi karena adanya perubahan diameter maupun sambungan yang terjadi di pipa. Besarnya headloss minor yang terjadi pada mikrohidro di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung
telah dihitung dengan perhitungan Darcy-Weisbech. Perhitungan tersebut dilakukan untuk mendapatkan nilai losses pengecilan pipa, sambungan pipa pada rangkaian perpipaan dan perhitungan dimasukan kedalam persamaan lampiran Tabel 2 harga Kc penyusutan dan pembesaran pipa.
Headloss minor didapatkan pada saat proses penyusutan daya yang disebabkan adanya perubahan penampang pipa sehingga penyebabkan kehilangan energi yang terjadi saat terjadinya penyusutan tersebut. Berikut ini beberapa nilai headloss minor yang terdapat pada rangkaian pipa mikrohidro.
4.2.2.1. Headloss Bendung
Merupakan kerugian head pada pipa mikrohidro yang terjadi karena adanya perubahan luas penampang antara reservoir atas pipa tempat masuknya air yang langsung berhubungan dengan bendung pada mikrohidro di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung. Hasil perhitungan kerugian head pada bendung ini dicari dengan mengetahui nilai Kc reetrant fluida sebesar 0,78 yang terdapat pada lampiran Gambar 7. Maka diketahui nilai headloss bendung sebesar 0,089 meter dengan perhitungan losses bendung ke pipa reservoir atas yaitu pipa 10”.
bendung sehingga untuk reservoir atas pipa tidak berkurang sehingga
menyebabkan air yang mengalir sepanjang pipa dapat selalu konsten karena debit air yang dihasilkan akan selalu sama.
4.2.2.2. Headloss sambungan pipa
Merupakan nilai losses yang terjadi karena perubahan penampang dan diameter pada pipa yang menyebabkan terjadi pengurangan energi air didalam pipa tersebut. Headloss pada sambungan pipa ini terjadi antara diameter pipa yang sama maupun pipa yang mengecil yaitu pengecilan pipa 10” ke pipa 8” dengan nilai losses sebesar 0,032 m, pengecilan pipa 8” ke pipa 6” dengan nilai losses sebesar 0,127 m dan pengecilan pada nossel.
4.2.2.3. Headloss Nossel
Nossel pada rangkaian pipa mikrohidro ini tidak berpengaruh sangat besar
terhadap daya teoritis air yang dihasilkan mikrohidro, nossel ini bekerja sebagai penekan air agar kecepatan semburan semakin cepat kearah sudu pada turbin sehingga turbin pada mikrohidro dapat berputar. Hal ini diketahui setelah
melakukan perhitungan untuk rangkaian pipa mikrohidro di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung dengan menggunakan nossel dan tidak menggunakan nossel, sehingga didapatkan data untuk rangkaian pipa mikrohidro didapatkan besar head nossel sebesar 5,117 meter dengan daya teoritis air yang keluar dari nossel sebesar
3830 Watt hingga mendapatkan efisiensi pipa sebesar 84%.
4.3. Pengukuran Daya Teoritis Air Pada Pipa
Pengukuran daya teoritis air pada pipa ini dilakukan dengan menggunakan data yang didapat pada saat melakukan pengukuran head, debit air dalam pipa.
Sehingga didapatkan data yaitu head total pipa mikrohidro sebesar 6,06 meter dan debit yang digunakan adalah 0,0763 m3/dt. Didapatkan hasil perhitungan daya teoritis air untuk mikrohidro di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung dengan menggunakan rangkaian pipa 10” dengan panjang 26,34 m, pipa 8” dengan
panjang 7,7 m dan pipa 6” dengan panjang 3,75 m dan debit air 0,0763 m3/dt
Gambar 8. Rangkaian pipa mikrohidro
4.3.1. Rancangan Pipa Mikrohidro Di Desa Bangun Rahayu
Pada penelitian ini dilakukan perhitungan rancangan pipa dengan modifikasi pada panjang dan diameter pipa. Berikut adalah Tabel 6 nilai head energi pipa
mikrohidro Desa Bangun Rahayu dan rancangan pipa tersebut menjadi parameter rancangan pipa selanjutnya pada penelitian ini.
Tabel 6. Nilai head energi pipa mikrohidro Desa Bangun Rahayu
Penyaluran air
Nilai energi didapatkan dari pengurangan nilai garis energi yang dikurangi dengan koefisien nilai headloss sepanjang pipa dan pengecilan pipa. Maka didapatkan head pada nossel sebesar 5,117 m.
Berdasarkan tabel nilai energi tersebut, penurunan yang terjadi tidak terlalu besar yaitu untuk penurunan garis energi sebesar 0,943 m. Pengurangan tersebut terjadi karena pemasangan saluran pipa mikrohidro sangat stabil walaupun tidak begitu maksimal, ini menunjukan bahwa hubungan antara diameter pipa dan panjang pipa terhadap headloss untuk menghasilkan energi sangat berpengaruh karena adanya pengurangan losses karena perubahan panjang dan diameter pipa serta hambatan lainnya yang ada dalam suatu rangkaian pipa mikrohidro. Garis head energi yang ada pada rangkaian pipa mikrohidro Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung terdapat pada Gambar 9.
Gambar 9. Garis Head energi pipa mikrohidro di Desa Bangun Rahayu
Terlihat pada gambar di atas adalah garis energi rangkaian pipa mikrohidro Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung, dimana garis energi pada rangkaian pipa ini akan semakin turun karena adanya faktor gesekan dari panjang pipa, serta hambatan lainnya dan perubahan luas penampang pipa.
6,060
Panjang pipa penyalur (m)
Pipa 6" Pipa 8"
4.3.2. Rancangan Mikrohidro Dengan Pipa 6”
Rancangan pipa untuk mikrohidro dengan menggunakan 6” termasuk ke dalam kategori rangkaian pipa daya terkecil dengan panjang total keseluruhan pipa 37,79 m. Pada rancangan ini diasumsikan bahwa pipa yang digunakan untuk
mikrohidro di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung hanya menggunakan pipa
6” saja. Untuk rancangan pipa seperti ini didapatkan daya head nossel senilai
1,962 m dan hasil output daya hidraulik air pada pipa senilai 1469 Watt dengan efisiensi pipa sebesar 32% dari total daya hidraulik air total sebesar 4536 Watt. Nilai head energi rancangan mikrohidro dengan menggunakan pipa 6” dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Nilai head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 6”
Penyaluran air
Nilai energi tabel diatas didapatkan dari pengurangan nilai garis energi yang bernilai 6,06 m yang dikurangi dengan koefisien nilai headloss bendung, sepanjang pipa dan pengecilan nossel. Maka didapatkan nilai head pada nossel sebesar 1,963 m. Berdasarkan pengurangan nilai energi tersebut penurunan yang terjadi sangat besar yaitu untuk penurunan garis energi sebesar 4,098 m.
Tabel di atas menunjukan hubungan antara diameter pipa dan panjang pipa terhadap headloss untuk menghasilkan energi berpengaruh besar karena adanya pengurangan losses sepanjang pipa dan diameter pipa serta hambatan lainnya yang ada dalam suatu rangkaian pipa mikrohidro.
Dalam rancangan pipa seperti ini pengurangan losses pada nossel tidak begitu besar. Garis head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 6” dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Garis head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 6”
Berdasarkan garis energi rangkaian pipa di atas, dimana garis energi pada rangkaian pipa tersebut menurun sangat drastis. Hal tersebut disebabkan karena pemasangan rangkaian pipa dengan diameter sangat kecil yaitu hanya 6" sehingga menyebabkan pengurangan energi hidraulik air yang sangat besar. Semakin panjang pipa tersebut maka losses yang terjadi akan semakin besar dan garis energinya akan semakin turun karena adanya faktor gesekan dari panjang pipa, serta hambatan pengecilan nossel.
6,06
Panjang pipa penyalur (m)
4.3.3. Rancangan Mikrohidro Dengan Pipa 10”, 8” dan 6”
Rancangan pipa untuk mikrohidro dengan menggunakan pipa 10”, pipa 8” dan
pipa 6” ini termasuk rangkaian pipa mikrihidro dalam kategori sedang dengan
panjang pipa 10 “ sepanjang 3,75 meter, pipa 8” sepanjang 15,22 m dan panjang
pipa 6” sepanjang 18,82 m sehingga total keseluruhan pipa adalah 37,79 m.
Pada rancangan ini diasumsikan pipa yang digunakan untuk mikrohidro di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung menggunakan rangkaian pipa 8” dan pipa 6”.
Untuk rancangan pipa seperti ini didapatkan daya head di nossel senilai 3,694 m dan hasil output daya hidraulik air pada pipa senilai 2765 Watt dengan efisiensi pipa sebesar 61% dari total daya hidraulik air total sebesar 4531 Watt. Nilai head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 10”, 8” dan 6” terdapat pada Tabel 8.
Tabel 8. Nilai head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 10”, 8” dan 6”
Penyaluran air
Berdasarkan pengurangan nilai energi tersebut penurunan yang terjadi yaitu sebesar 2,366 m. Pengurangan nilai energi sangat besar terjadi karena pada pemasangan pipa mikrohidro menggunakan diameter 6" sehingga mendapatkan nilai losses 1,712 m. Jika pemasangan pada rangkaian pipa seperti ini tidak menggunakan pipa 6" maka memungkinkan penurunan energi tidak begitu besar dan itu menunjukan panjang pipa dan diameter pipa serta hambatan lainnya yang ada dalam suatu rangkaian pipa ini tidak sebesar hambatan pada pipa 6". Head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 10”, 8” dan 6” dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Garis head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 10”, 8” dan 6”
Garis energi di atas menunjukan energi pada rangkaian pipa tersebut menurun tidak begitu besar. Untuk garis energi pada pemasangan pipa 10", 8", sambungan pipa 10" ke 8", sambungan pipa 8" ke 6" dan nossel terjadi penurunan energi yang sangat kecil, namun terjadi penurunan paling besar terhadap pemasangan pipa dengan diameter 6".
Panjang pipa penyalur (m)
Pipa 6" Pipa 8"
4.3.4. Rancangan Pipa Mikrohidro Dengan Pipa 10”
Rancangan pipa mikrohidro menggunakan pipa 10” termasuk ke dalam rancangan
pipa mikrohidro dengan kategori besar dengan panjang total keseluruhan pipa adalah 37,79 m. Pada rancangan ini diasumsikan bahwa pipa yang digunakan untuk mikrohidro di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung menggunakan pipa 10” langsung menggunakan nossel. Untuk rancangan pipa seperti ini didapatkan
daya head nossel senilai 5,613 meter dan hasil output daya hidraulik air pada pipa senilai 4201 Watt dengan efisiensi pipa sebesar 93% dari total daya hidraulik air total. Nilai head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 10” dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9. Nilai head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 10”
Penyaluran air
Gambar 12. Garis head energi rancangan mikrohidro dengan pipa 10”
Berdasarkan garis energi di atas, garis energi menurun sangat kecil, karena pemasangan rangkaian pipa menggunakan pipa besar dengan diameter pipa 10" dan nossel sehingga daya hidraulik air yang didapatkan sangat besar.
4.4. Rancangan Pipa Mikrohidro Dengan Penampung
Didapatkan beberapa desain pipa untuk mikrohidro dengan menggunakan bak penampung yang dipasang dengan jarak peletakan penampung 37,79 m dari bendung dan air dialirkan menggunakan pipa saluran vertikal, kemudian diteruskan dengan pipa horizontal dan nossel. Setelah melakukan perhitungan dengan rancangan pipa menggunakan bak penampung ini diketahui beberapa nilai losses serta daya hidraulik air yang mengalir dalam pipa. Berikut ini adalah
rancangan pipa mikrohidro dengan menggunakan bak penampung dengan perbedaan diameter pada pipa vertikal dan sketsa pemasangan rangkaian pipa mikrohidro dengan menggunakan penampung terdapat pada Gambar 13.
6,060
Panjang pipa penyalur (m)
Gambar 13. Sketsa rancangan pipa mikrohidro dengan bak penampung
4.4.1. Rancangan Pipa Horizontal 10" dan Pipa Vertikal 20"
Pada rancangan ini diasumsikan pipa yang digunakan adalah pipa 10" dan drum plastik 20". Pipa 10" dipasang secara horizontal dengan panjang 37,79 m dari bendung dan berakhir di bak penampung, kemudian diteruskan dengan drum 20" yang dipasang secara vertikal dan langsung mengarah ke turbin menggunakan nossel. Setelah melakukan perhitungan maka didapatkan nilai head nossel
sebesar 5,614 m dengan daya teoritis air 4202 Watt dengan efisiensi sebesar 93% dari daya hidraulik air total sebesar 4531 Watt. Nilai head energi pipa horizontal 10" dan pipa vertikal 20" dapat dilihat pada Tabel 10.
Tabel 10. Nilai head energi pipa horizontal 10" dan pipa vertikal 20"
Penyaluran air
Jarak dari pangkal pipa di reservoir bendung
(m)
Losses (m) Head energi (m)
Bendung 0,0 0,089 6,060
Pipa Horizontal 10" 37,79 0,311 5,971 Pipa Vertikal 20" 6,06 0,0 5,660
Nossel 0,0 0,046 5,660
Head di Nossel 5,614
6,06 meter Bak penampung
Vertikal
Nilai head energi tabel di atas didapatkan dari pengurangan nilai garis energi 6,06 m yang dikurangi dengan koefisien nilai headloss bendung 0,089 m, saluran pipa pembawa 0,331 m, saluran pipa penekan 0,00009 m dan nossel 0,046 m, maka didapatkan nilai head pada nossel sebesar 5,614 m. Berdasarkan pengurangan head energi pada tabel diatas, penurunan garis head energi sebesar 0,446 m. Garis head energi pipa horizontal 10" dan pipa vertikal 20" terdapat pada Gambar 14.
Gambar 14. Garis head energi pipa horizontal 10" dan pipa vertikal 20"
Berdasarkan grafik di atas, penurunan energi terjadi sepanjang pipa pembawa 10" dengan besar tinggi garis energi 6,06 m, menurun menjadi 5,660 m. Kemudian penurunan terjadi kembali pada saluran pipa penekan menjadi 5,614 m dan menjadi nilai akhir pengurangan energi.
4.4.2. Rancangan Pipa Horizontal 10" dan Pipa Vertikal 10"
Pada rancangan ini diasumsikan pipa yang digunakan adalah pipa 10" dengan menggunakan bak penampung. Pipa 10" pada rangkaian ini digunakan sebagai pipa horizontal dengan panjang 37,79 m dari bendung dan berakhir di bak penampung, kemudian diteruskan dengan pipa vertikal 10" dengan nossel yang
6,060
Panjang pipa penyalur (m)
langsung mengarah ke turbin. Setelah melakukan perhitungan maka didapatkan nilai head nossel 5,230 m dengan daya teoritis air 3915 Watt dengan efisiensi sebesar 86% dari daya hidraulik air total sebesar 4531 Watt. Nilai head energi pipa horizontal 10" dan pipa vertikal 10" dapat dilihat pada Tabel 11.
Tabel 11. Nilai head energi pipa horizontal 10" dan pipa vertikal 10"
Penyaluran air Jarak dari pangkal pipa di reservoir bendung (m)
Losses (m)
Head energi (m)
Bendung 0,0 0,089 6,060
Pipa horizontal 10" 37,79 0,331 5,971
Penampung 0,0 0,005 5,660
Pipa vertikal 10" 6,06 0,031 5,655
Nossel 0,0 0,394 5,625
Head di Nossel 5,230
Nilai energi tabel di atas didapatkan dari pengurangan nilai garis energi 6,06 m yang dikurangi dengan nilai headloss bendung 0,089 m, saluran pipa pembawa 0,031 m, saluran pipa penekan 0,031 m dan nossel 0,394 m. Maka didapatkan nilai head pada nossel sebesar 5,230 m. Berdasarkan pengurangan nilai energi tersebut penurunan garis head energi sebesar 0,830 m. Garis energi rancangan pipa daya hidraulik air terbesar terdapat pada Gambar 15.
.
Gambar 15. Garis head energi pipa horizontal 10" dan pipa vertikal 10" 6,060
Panjang pipa penyalur (m)
Pipa 10"
Berdasarkan grafik di atas, penurunan energi terjadi sepanjang pipa saluran horizontal 10" dengan besar tinggi garis energi 6,06 m menurun menjadi 5,660 m, hal tersebut terjadi karena pengurangan nilai energi terhadap losses sepanjang pipa vertikal. Kemudian penurunan terjadi kembali pada pipa penekan menjadi 5,230 m dan menjadi nilai akhir pengurangan energi.
4.4.3. Rancangan Pipa Hotizontal 10" dan Pipa Vertikal 8"
Pada rancangan ini diasumsikan pipa yang digunakan adalah pipa 10" dan 8". Pipa 10" pada rangkaian ini digunakan sebagai pipa horizontal dengan panjang 37,79 m dari bendung dan berakhir di bak penampung, kemudian diteruskan dengan saluran pipa vertikal 8" dengan nossel yang langsung mengarah ke turbin. Setelah melakukan perhitungan maka didapatkan nilai head nossel 5,384 m dengan daya teoritis air 4030 Watt dengan efisiensi 89% dari daya hidraulik air total sebesar 4531 Watt. Nilai head energi pipa horizontal 10" dan vertikal 8" dapat dilihat pada Tabel 12.
Tabel 12. Nilai head energi pipa horizontal 10" dan vertikal 8"
Penyaluran air Jarak dari pangkal pipa
di reservoir bendung (m) Losses (m) Head energi (m)
Bendung 0 0,089 6,060
Pipa pembawa 10" 37,79 0,331 5,971
Penampung 0 0,005 5,660
Pipa penekan 8" 6,06 0,075 5,655
Nossel 0 0,197 5,580
Head di Nossel 5,383
0,331 m, penampung 0,005 m, pipa vertikal 0,075 m dan nossel 0,197 m. Maka didapatkan nilai head pada nossel sebesar 5,383 m. Berdasarkan pengurangan nilai energi tersebut penurunan garis head energi sebesar 0,667 m. Garis energi rancangan pipa daya hidraulik air terbesar terdapat pada Gambar 16.
.
Gambar 16. Garis energi pipa pembawa 10" dan penekan 8"
Berdasarkan grafik di atas, penurunan energi terjadi sepanjang pipa pembawa 10" dengan besar tinggi garis energi 6,06 m dan menurun menjadi 5,660 m.
Kemudian penurunan terjadi kembali pada pipa penekan menjadi 5,383 m dan menjadi nilai akhir pengurangan energi.
Dari ketiga jenis rangkaian pipa dengan menggunakan bak penampung didapatkan perbedaan diantara ketiganya. Diantara ketiganya didapatkan total penurunan head yang terjadi sangat kecil adalah pada penekan dengan menggunakan drum
20”, hal tersebut terjadi karena losses yang terjadi pada drum 20” sangat kecil
sehingga memungkinkan mendapat daya hidraulik air yang lebih besar.
Dari semua perhitungan yang telah dilakukan untuk perancangan pipa mikrohidro didapatkan nilai headloss nossel terkecil sebesar 0,446 m yang terdapat pada perancangan mikrohidro pipa 10” dan juga terdapat pada rancangan pipa
6,06
Panjang pipa penyalur (m)
horizontal 10” dan pipa vertikal 20”. Keduanya memiliki nilai efisiensi pipa yang
sama yaitu sebesar 93% sehingga memungkinkan daya hudrauluik air yang masuk kedalam turbin jauh sangat lebih besar dari perancangan pipa mikrohidro
sebelumnya yang ada di Desa bangun Rahayu Bandar Lampung.
4.5. Analisis Teknis Turbin dan Generator
Hal yang paling penting dalam mikrohidro selain rangkaian sistem penyaluran air adalah adanya turbin dan generator mikrohidro yang difungsikan sebagai
penghasil energi listrik sebagai penunjang kebutuhan energi listrik. Daya output energi listrik yang keluar dari generator diukur langsung menggunakan tang meter digital dengan melihat jumlah volt dan ampere yang terbaca dalam tang meter tersebut. Pengukuran juga dilakukan dengan mengukur putaran turbin dengan menggunakan tachometer pada waktu siang dan malam hari. Hasil pengukuran turbin dan generator mikrohidro di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung dapat dilihat pada Tabel 13 dan Tabel 14.
Tabel 13. Pengukuran turbin dan generator waktu siang
Tabel 14. Pengukuran turbin dan generator waktu malam
Dari hasil pengukuran energi listrik terhadap generator yang terdapat pada Tabel 13 dan Tabel 14 tidak didapatkan nilai arus dan tegangan yang seharusnya
diharapkan, maka dalam penelitian ini dibuat persamaan linier untuk mendapatkan nilai tegangan yang seharusnya terpakai. Persamaan linier dibuat dengan
Gambar 17. Persamaan linier arus dan tegangan generator
Dapat dilihat pula hubungan antara putaran generator terhadap energi arus listrik yang dikeluarkan generator berdasarkan pengukuran yang telah dilakukan. Putaran generator tersebut diketahui setelah melakukan persamaan linier terhadap putaran turbin dan arus yang dihasilkan generator dengan nilai arus listrik 220 volt sehingga mendapatkan putaran generator sebesar 1342 rpm. Hubungan arus terhadap putaran generator dapat dilihat pada Gambar 18.
Gambar 18. Hubungan arus terhadap putaran generator
3,2 Daya listrik = 1254 Watt
0
150 170 190 210 230 250 270 290
A
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
4.6. Analisis Sistem Mikrohidro
Mikrohidro memiliki sistem yang bekerja secara bersama untuk menghasilkan energi listrik, hal yang terkait dalam sistem ini merupakan penunjang
berfungsinya mikrohidro sebagai pembangkit listrik. Setelah melakukan
pengukuran dan perhitungan maka didapatkan nilai keluaran energi dari berbagai sistem yang ada pada mikrohidro, yaitu pada nossel, turbin, dan generator. Perhitungan yang dilakukan merupakan data yang di ambil dari pengukuran dan merupakan hasil parameter dari sistem mikrohidro yang sudah ada di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung. Analisis energi sistem mikrohidro dapat dilihat pada Tabel 15.
Tabel 15. Analisis energi sistem mikrohidro
Unit Komponen Bendung Nossel Turbin Generator
Existing 4531 3830 2962 1254
Pipa 6" 4531 1469 600 449
Pipa 10", 8", 6" 4531 2765 1897 891
Pipa 10" 4531 4201 3334 1381
Pipa Horizontal 10", Vertikal 20" 4531 4201 3334 1381 Pipa Horizontal 10", Vertikal 10" 4531 3915 3046 1283 Pipa Horizontal 10", Vertikal 8" 4531 4030 3161 1322
Berdasarkan Tabel 15, nilai energi yang didapatkan merupakan hasil dari
Gambar 19. Penurunan energi sistem mikrohidro
Pada Gambar 19, menunjukan penurunan energi pada sistem mikrohidro yang terjadi pada nossel, turbin dan generator. Nossel yang merupakan komponen penyaluran air, penurunan energi pada nossel ini disebabkan adanya nilai kehilangan (headloss) di dalam pipa. Turbin yang merupakan komponen penggerak yang langsung terhubung dengan generator, penurunan energi pada turbin ini disebabkan adanya kehilangan energi pada saat air masuk ke dalam turbin (head turbin). Generator merupakan komponen utama penghasil energi listrik, penurunan energi pada generator ini tergantung dari besarnya efisiensi listrik yang dapat dikeluarkan generator.
Berdasarkan perhitungan yang dilakukan pada penelitian ini, maka didapatkan beberapa rancangan pipa sebagai komponen untuk mengalirkan air ke arah turbin. Rangkaian pipa tersebut dibuat dengan merubah rangkaian berdasarkan diameter pipa serta panjang pipa yang akan digunakan. Seperti yang terdapat pada Tabel 16, 17 dan 18, didapatkan hasil modifikasi rangkaian pipa dengan
mempertimbangkan nilai losss, diameter dan panjang pipa.
3830
Existing, Pipa 10" L 26,34 m, Pipa 8" L 7,7 m, Pipa 6" L 3,75 m
Pipa 6", L= 37,79 m
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Energi listrik sangat penting peranannya dalam kehidupan manusia khususnya sebagai energi yang digunakan untuk penerangan pada malam hari dan digunakan untuk menjalankan atau mengoperasikan alat elektronik yang tidak pernah lepas dari kehidupan manusia. Namun pada kenyataanya masih ada beberapa daerah di Indonesia khususnya di Desa Bangun Rahayu Kota Bandar Lampung, hingga saat ini belum dapat merasakan dampak energi listrik tersebut. Hal ini mungkin dikarenakan harga jual energi listrik yang telah ditetapkan oleh PLN dirasakan cukup tinggi bagi beberapa kelompok masyarakat, karena pendapatan mereka yang hanya bisa dipakai untuk memenuhi kebutuhan dasar saja. Kemungkinan yang lain adalah bahwa letak daerah tersebut sangat jauh dari sebagian besar pemukiman Penduduk Kota Bandar Lampung.
Situasi tersebut mendorong warga masyarakat yang berada di Desa Bangun Rahayu membuat dan menggunakan pembangkit listrik tanaga mikrohidro sebagai penghasil energi listrik untuk kebutuhan sehari-hari. Pembangkit listrik
Pembangkit listrik tenaga mikrohidro yang digunakan oleh masyarakat Desa Bangun Rahayu tersebut masih dikategorikan pembangkit listrik tenaga
mikrohidro berskala kecil yang memanfaatkan tenaga (aliran sungai) air sebagai sumber penghasil energi yang termasuk sebagai sumber energi terbarukan dan layak disebut teknologi murah dan ramah lingkungan. Pembangkit listrik tenaga mikrohidro ini dipilih oleh warga desa Bangun Rahayu tersebut karena
konstruksinya sederhana dan mudah dioperasikan, serta dalam perawatan dan penyediaan suku cadang sangat mudah dilaksanakan dan mudah didapat. Secara ekonomi biaya operasi dan perawatannya relatif murah, sedangkan biaya
pembuatannya sangat mudah dijangkau untuk dioperasikan dalam waktu yang cukup lama. Dengan penggunaan pembangkit listrik tenaga mikrohidro yang cukup lama, namun dengan hasil atau luaran listrik pada mesin generator yang tidak sesuai dengan kebutuhan listrik masyarakat Desa Bangun Rahayu
mungkinkan timbulnya beberapa kendala yang harus dihadapi oleh warga pengguna mesin mikrohidro tersebut seperti kekurangan listrik ada saat malam hari dan rusaknya barang elektronik yang mereka miliki.
Pada saat berlangsungnya penelitian ini, masyarkat di Desa Bangun Rahayu masih mengeluhkan adanya kekurangan listrik di Desa mereka yang dikarenakan
penggunaan energi terutama energi air yang disalurkan melalui pipa penghantar masih belum maksimal, pemanfaatan energi air untuk mikrohidro di Desa Bangun Rahayu sangat mempengaruhi putaran turbin pada generator mikrohidro.
Dari pengambilan data energi listrik pada mikrohidro di Desa Bangun Rahayu, listrik yang tersedia pada generator sebesar 1300 Watt dan hilang pada distribusi listrik menggunakan kabel sebesar 200 Watt sehingga masyarakat Desa Bangun Rahayu yang terdiri dari 8 kepala keluarga hanya menerima distribusi listrik sebesar 1100 Watt. Hal tersebut masih jauh perbedaannya terhadap potensi energi air dan daya listrik generator pada mikrohidro yang seharusnya mampu
menghasilkan daya listrik sebesar 4500 Watt.
1.2. Tujuan penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis potensi mikrohidro ditinjau dari sistem penyaluran dan beda tinggi reservoir terhadap mikrohidro yang ada di Desa Bangun Rahayu Bandar Lampung.
1.3. Luaran penelitian
I. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Energi listrik
Energi listrik merupakan energi yang sangat didambakan oleh segenap warga masyarakat sebagai sumber energi untuk berbagai kegiatan seperti penerangan, informasi maupun industri. Namun kebutuhan energi listrik di Indonesia masih belum dapat dirasakan oleh sebagian kecil masyarakat yang letak daerah tempat tinggalnya sangat jauh dari sebagian besar pemukiman penduduk. Hal ini menunjukkan bahwasannya distribusi penyaluran energi listrik yang disediakan pemerintah melalui perusahaan PLN masih belum mencukupi kebutuhan masyarakat. Padahal listrik kini menjadi kebutuhan pokok bagi manusia, sebagaimana kita ketahui bersama aktivitas kehidupan kita saat ini sangat bergantung dengan teknologi yang sumber tenaganya berasal dari energi listrik. Misal untuk keperluan rumah tangga seperti setrika, kulkas, kipas angin, televisi, lampu penerangan dll. Kemudian untuk keperluan hampir semua aktivitas di industri dan perkantoran di berbagai bidang, energi listrik merupakan komponen yang paling dominan (Abdurahman, 2003).
Pembangkit Skala Kecil Tersebar (PSKT) dan pemanfaatan energi terbarukan, bahwa penyediaan energi listrik bisa dilakukan tidak hanya dengan suatu pembangkit dalam skala yang sangat besar dan terpusat, namun juga bisa terpenuhi dengan memanfaatkan sumber-sumber pembangkit listrik walaupun dalam skala yang kecil(Dirjen Listrik & Pemanfaatan Energi, 2005).
Untuk masyarakat yang tinggal di daerah terpencil, pemerintah perlu
menyadiakan listrik yang bersumber dari energi alternatif terutama pembangkit listrik tenaga mikrohidro. Listrik merupakan bentuk energi yang paling mudah dikonversi melalui panas, tenaga gerak maupun magnet. Dengan demikian listrik banyak dibangkitkan untuk konsumsi penerangan maupun industri. Khusus bagi desa terpencil pemerintah mempunyai kewajiban untuk menyediakan energi listrik bila di desa tersebut terdapat sumber energi alternatif (Kurniawan, 2007).
Sebenarnya listrik dapat dihasilkan sendiri meskipun dalam skala yang kecil, yaitu yang kita sebut sebagai mikrohidro. Salah satu syarat yang dibutuhkan adalah air yang mengalir kontinyu dan air yang mengalir dengan deras atau setidaknya aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian. Tapi memang daya yang dihantarkan tidak sedahsyat energy listrik yang diberikan oleh PLN, namun cukup untuk keperluan listrik daya rendah seperti lampu rumah. Pembangkit listrik yang demikian disebut Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro. Disebut mikro karena daya yang dihasilkan tergolong kecil (masih dalam hitungan ratusan kilowatt).
Setelah beroperasi dalam waktu tertentu, maka dari pembangkit-pembangkit itu ada yang keluar dari sistem dan hal ini disebabkan karena ada unit pembangkit yang rusak dan tentunya perlu diganti atau diperbaiki (Hasan, 2003).
Kelistrikan adalah sifat benda yang muncul dari adanya muatan listrik, listrik dapat juga diartikan sebagai berikut:
a. Listrik adalah kondisi dari partikel subatomik tertentu, seperti elektron dan proton, yang menyebabkan penarikan dan penolakan gaya di antaranya.
b. Listrik adalah sumber energi yang disalurkan melalui kabel, arus listrik timbul karena muatan listrik mengalir dari saluran positif ke saluran negatif.
2.2. Mikrohidro
Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakan energi air. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya (resources) penghasil listrik adalah memiliki kapasitas aliran dan ketiggian tertentu dari instalasi. Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.
Mikrohidro juga dikenal sebagai white resources dengan terjemahan bebas bisa dikatakan "energi putih". Dikatakan demikian karena instalasi pembangkit listrik seperti ini mengunakan sumber daya yang telah disediakan oleh alam dan ramah lingkungan. Suatu kenyataan bahwa alam memiliki air terjun atau jenis lainnya yang menjadi tempat air mengalir. Dengan teknologi sekarang maka energi aliran air beserta energi perbedaan ketinggiannya dengan daerah tertentu (tempat
instalasi akan dibangun) dapat diubah menjadi energi listrik (Amri dkk, 2008).
Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik dengan mengunakan air sebagai energi penggerak pada turbin. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya penghasil listrik harus memiliki kapasitas aliran dan ketinggian tertentu juga instalasi yang mencukupi. Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar pula energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik. Menurut istilah, mikro artinya kecil sedangkan hidro artinya air. Dalam prakteknya, istilah ini tidak merupakan sesuatu yang baku namun bisa dibayangkan bahwa mikrohidro pasti mengunakan air sebagai sumber energinya (Santoso, 2005).
Secara teknis mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi), turbin dan generator, biasanya mikrohidro dibangun berdasarkan
Debit dan volume air pada suatu aliran sungai sangat erat kaitannya terhadap energi yang dihasilkan untuk putaran pada turbin mikrohidro, namun pada
kenyataanya kemiringan dan panjang pipa yang digunakan untuk penerus daya air juga memiliki fungsi dan manfaat yang sangat penting terhadap putaran pada turbin serta output yang dihasilkan pada generator (Kurniawan, 2007).
Pada pembangkit listrik mikrohidro, selain penggunaan listrik yang tidak sesuai dengan luaran pada mesin, kontur sungai dan tata letak mesin serta kontruksi bangunan pada mesin mikrohidro ialah sangat berpengaruh besar terhadap hasil yang didapat pada mesin generator (Abdurrahman, 2003.)
Dengan pengetahuan teknologi saat ini maka energi aliran air beserta energi perbedaan ketinggiannya dengan daerah tertentu (tempat instalasi) dapat diubah menjadi energi listrik yaitu dengan cara air yang mengalir dengan kapasitas dan ketinggian tertentu disalurkan menuju rumah instalasi (rumah turbin). Di rumah turbin tersebut instalasi air akan mendorong turbin sehingga dalam hal ini turbin dipastikan akan menerima energi air dan mengubahnya menjadi energi mekanik berupa berputamya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian
ditransmisikan/dihubungkan ke generator dengan mengunakan belt yang terhubung pada puli dari turbin ke generator. Dari generator akan dihasilkan energi listrik yang akan masuk ke sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumah-rumah atau keperluan lainnya (beban).
mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator dan menghasilkan listrik. Pembangunan Pembangkit listrik mikrohidro ini perlu diawali dengan pembangunan bendungan untuk mengatur aliran air yang akan dimanfaatkan sebagai tenaga penggerak pembangkit listrik mikrohidro. Bendungan ini dapat berupa bendungan beton atau bendungan beronjong. Bendungan perlu dilengkapi dengan pintu air dan saringan sampah untuk mencegah masuknya kotoran atau endapan lumpur. Bendungan sebaiknya dibangun pada dasar sungai yang stabil dan aman terhadap banjir (Sudargana dkk, 2005).
2.3. Komponen Pembangkit Listrik Mikrohidro
Kondisi topografi dan hidrologi lokasi aliran sungai yang berpotensi mikrohidro, secara alami sangat mempengaruhi sistem pembangkit tenaga listrik mikrohidro dan memberikan beberapa alternatif lokasi konstruksi bangunan sipil. Pemilihan lokasi bangunan sipil berdasarkan kondisi topografi dan hidrologi menentukan sistem pembangkit tenaga listrik mikrohidro. Perlu dipahami bahwa dari banyak kasus pembangunan pembangkit listrik skala kecil (PLTMH) memiliki hambatan antara lain adalah biaya pembangunan yang relatif tinggi karena kondisi topografi dan mempengaruhi tingkat perekonomian.
2.3.1. Bendung
Bendung didefinisikan sebagai bangunan yang berada melintang sungai yang berfungsi untuk membelokkan arah aliran air. Konstruksi bendung bertujuan untuk menaikkan dan mengontrol tinggi air dalam sungai secara signifikan sehingga elevasi muka air cukup untuk dialihkan ke dalam pembangkit mikrohidro.
Konstruksi bendung dilengkapi dengan bangunan pengambilan yang berfungsi mengarahkan air dari sungai masuk ke dalam saluran pembawa. Pada umumnya instalasi PLTA skala mikro merupakan pembangkit listrik tenaga air jenis aliran sungai atau saluran irigasi langsung, jarang yang merupakan jenis waduk
(bendungan besar).
Konstruksi bendung bertujuan mengambil air dari sungai atau kolam untuk dialirkan ke saluran, bak penampungan dan pipa pesat. Masalah utama dari bangunan adalah ketersediaan debit air, baik dari kondisi debit rendah maupun banjir dan seringkali adanya lumpur, pasir dan kerikil atau dahan/cabang pohon tumbang dari sekitar sungai yang terbawa aliran. Beberapa hal yang menjadi pertimbangan dalam memilih lokasi bendung dan bangunan, antara lain : a. Aliran sungai
Lokasi bendung dan dipilih pada sungai yang terjamin ketersediaan airnya, alirannya stabil, terhindar banjir dan pengikisan akibat aliran sungai. b. Stabilitas lereng
lereng atau bukit yang curam. Pertimbangan pemilihan lokasi bendung dan hendaknya mempertimbangkan stabilitas atau struktur tanahnya.
c. Pemanfaatan infrastruktur saluran irigasi
Pemanfaatan saluran irigasi dapat dipertimbangkan efisiensi biaya konstruksi, Karena banyak sungai di pedesaan telah ada bangunan sipil untuk saluran irigasi.
d. Pemanfaatan topografi alami seperti kolam dan lain-lain
Pemanfaatan kondisi alami kolam untuk lokasi dapat memberikan keefektifan yang cukup tinggi untuk mengurangi biaya. Selain itu juga membantu Menjaga kelestarian alam tata ruang sungai dan ekosistem sungai. Hal yang perlu diperhatikan adalah keberlanjutan kolam dan pergerakan sedimen. e. Level tinggi bendung dan muka air banjir
Pembangunan bendung umumnya di bagian sempit dari alur sungai, maka elevasi muka air banjir pada daerah itu lebih tinggi sehingga diperlukan daerah bagian melintang bendung yang diperbesar dimensinya untuk kestabilan.
f. Penentuan lokasi bangunan pengambilan
Pertimbangan lokasi bangunan pengambilan selalu pada sisi luar dari
g. Penggunaan air sungai yang mempengaruhi keluaran/debit air
Jika dibangun pada lokasi yang bertujuan untuk mengairi pertanian atau tujuan lain (yang menggunakan air) maka akan mempengaruhi debit air yang
digunakan dalam saluran pembangkit.
2.3.2. Saluran Pembawa
Bangunan saluran pembawa air adalah untuk mengalirkan air dari ke bak penenang dan untuk mempertahankan kestabilan debit air. Saluran air untuk sebuah pembangkit skala kecil, cenderung untuk memiliki bangunan yang terbuka. Ketika sebuah saluran terbuka dibangun pada sebuah lereng bukit maka beberapa hal penting yang perlu diperhatikan adalah :
a. Topografi rute saluran
Rute atau saluran air yang melalui tebing yang curam perlu memperhatikan gradient kemiringan dan tingkat potensi longsornya. Aliran yang dilewati tidak tinggi sehingga dapat mengalirkan kecepatan air melebihi kecepatan maksimal yang dapat mengakibatkan erosi pada dinding saluran. Alternatif lain bisa digunakan pipa tertutup atau yang direncanakan sedemikian rupa sehingga aman.
b. Stabilitas tanah saluran
c. Penggunaan infrastruktur
Pemilihan saluran air di sepanjang jalan yang telah tersedia dan saluran irigasi memberikan banyak keuntungan. Selain memperingan biaya juga
mempermudah pemeliharaan dan pengawasan kualitas dan penggunaan air. d. Geometri saluran
Bentuk saluran yang baik adalah setengah lingkaran yang akan memberikan efisiensi dalam menyalurkan debit air ke kolam penenang.
2.3.3. Pipa Pesat
Pipa pesat (penstock) adalah pipa yang yang berfungsi untuk mengalirkan air dari bak penenang (forebay tank). Perencanaan pipa pesat mencakup pemilihan material, diameter penstock, tebal dan jenis sambungan (coordination point). Pemilihan material berdasarkan pertimbangan kondisi operasi, aksesibility, berat, sistem penyambungan dan biaya. Diameter pipa pesat dipilih dengan
pertimbangan keamanan, kemudahan proses pembuatan, ketersediaan material dan tingkat rugi sekecil mungkin. Ketebalan penstock dipilih untuk menahan tekanan hidrolik dan surge pressure yang dapat terjadi.
Berdasarkan kondisi topografi yang ada pada lokasi sistem mikrohirdro, beberapa pertimbangan pemilihan lokasi pipa pesat antara lain adalah :
a. Topografi yang dilewati memiliki tingkat kemiringan yang memenuhi
persyaratan dimana pipa pesat harus berada di bawah garis kemiringan energi. b. Stabilitas tanah dari daerah yang dilewati.
2.3.4. Saluran Pembuangan
Saluran pembuang bertujuan sebagai saluran pembuang aliran air dari rumah pembangkit dan menggerakkan turbin. Saluran ini bersatu dengan rumah
pembangkit dan aliran sungai. Penempatan rute saluran pembuang ini, beberapa hal yang harus dipertimbangkan antara lain :
a. Perkiraan tinggi genangan air pada rumah pembangkit ketika terjadi banjir besar.
b. Menghindari penggenangan bantaran sungai dan permukaan tanah di sekitar rumah pembangkit.
c. Fluktuasi dasar sungai pada daerah saluran pembuang. d. Saluran pembuang harus diarahkan sesuai arah aliran sungai.
2.3.5. Kolam Penenang
Tujuan bangunan bak penenang adalah sebagai tempat penenangan air dan pengendapan akhir, penyaringan terakhir setelah, untuk menyaring benda-benda yang masih terbawa dalam saluran air dan merupakan tempat permulaan pipa pesat yang mengendalikan aliran minimum, sebagai antisipasi aliran yang cepat pada turbin, tanpa menurunkan elevasi muka air yang berlebihan dan
2.3.6. Rumah Pembangkit
Pada rumah pembangkit ini terdapat turbin, generator dan perlatan lainnya. Bangunan ini menyerupai rumah dan diberi atap untuk melindungi peralatan dari hujan dan gangguan-gangguan lainnya. Beberapa pertimbangan dalam memilih lokasi dan membangun rumah pembangkit ini, antara lain :
a. Konstruksi harus berada di atas struktur tanah yang sangat stabil, tidak di lereng yang curam dan umumnya di pinggir badan sungai yang relatif rendah dan datar untuk mempermudah aliran buangan.
b. Memiliki akses jalan yang cukup untuk transportasi peralatan elektrikal mekanikal yang akan dipasang dan atau terjadual untuk perawatan. c. Lokasi yang relatif rata, kering dan relatif luas sehingga dapat digunakan
untuk tempat kerja seperti perbaikan dan perawatan peralatan.
d. Elevasi lantai rumah pembangkit ini harus berada di atas elevasi muka air saat banjir yang paling besar dalam beberapa tahun terakhir.
f. Ruangan yang dibangun juga cukup untuk digunakan seperti penyimpanan peralatan dan atau suku cadang peralatan elektrikal dan mekanikal.
g. Kondisi pondasi harus cukup kuat untuk menahan pemasangan beberapa peralatan yang memiliki berat cukup besar.
2.4. Turbin Air
menjadi energi mekanis, turbin air dibedakan menjadi dua kelompok yaitu turbin impuls dan turbin reaksi. Pembagian kelompok turbin tersebut dapat dilihat pada Tabel 1 yang menunjukkan pengelompokan dan jenis turbin.
Tabel 1. Pengelompokan turbin
Jenis turbin
Tekanan head
Tinggi Sedang Rendah
Turbin impuls
2.4.1. Turbin Impuls
Energi potensial air diubah menjadi energi kinetik pada nossel. Air yang keluar dari nossel yang mempunyai kecepatan yang tinggi untuk membentur sudu turbin. Setelah membentur sudu turbin, arah kecepatan aliran air dari nossel berubah sehingga terjadi perubahan momentum (impulse). Akibatnya roda turbin akan berputar. Turbin impuls adalah sama dengan turbin tekanan karena aliran air yang keluar dari nosel tekanannya adalah sama dengan tekanan atmosfir sekitarnya.
a. Turbin Pelton
Sudu turbin tersebut dibentuk sehingga pancaran air akan mengenai tengah-tengah sudu dan pancaran air tersebut akan berbelok ke dua arah sehinga bisa
membalikkan pancaran air dengan baik dan membebaskan sudu dari gaya-gaya samping sehingga terjadi konversi energi kinetik menjadi energi mekanis. Turbin Pelton untuk pembangkit skala besar membutuhkan head lebih kurang 150 meter tetapi untuk skala mikro head 20 meter sudah mencukupi. Sketsa bentuk turbin Pelton dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Turbin Pelton (Energybeta, 2009)
b. Turbin Turgo
Gambar 2. Turbin Turgo (Energybeta, 2009)
c. Turbin Crossflow
Turbin crossflow merupakan jenis turbin yang dikembangkan oleh Anthony Michell (Australia), Donat Banki (Hongaria) dan Fritz Ossberger (Jerman). Michell memperoleh hak paten atas desainnya pada 1903. Turbin jenis ini pertama-tama diproduksi oleh perusahaan Weymouth. Turbin ini juga sering disebut sebagai turbin Ossberger, yang memperoleh hak paten pertama pada 1922. Perusahaan Ossberger tersebut sampai sekarang masih bertahan dan merupakan produsen turbin cross-flow yang terkemuka di dunia.
Gambar 3. Turbin Crossflow (Wordpress, 2009)
2.4.2. Turbin Reaksi
Sudu pada turbin reaksi mempunyai profil khusus yang menyebabkan terjadinya penurunan tekanan air selama melalui sudu. Perbedaan tekanan ini memberikan gaya pada sudu sehingga runner (bagian turbin yang berputar) dapat berputar. Turbin yang bekerja berdasarkan prinsip ini dikelompokkan sebagai turbin reaksi.
a. Turbin Francis
Gambar 4. Turbin Francis (Wordpress, 2009)
b. Turbin Kaplan.
Tidak berbeda dengan turbin Francis, turbin Kaplan cara kerjanya menggunakan prinsip reaksi. Turbin ini mempunyai roda jalan yang mirip dengan baling-baling pesawat terbang. Bila baling-baling pesawat terbang berfungsi untuk
menghasilkan gaya dorong, roda jalan pada Kaplan berfungsi untuk mendapatkan gaya F yaitu gaya putar yang dapat menghasilkan torsi pada poros turbin.
Gambar 5. Turbin Kaplan (Energybeta, 2009)
2.5. Saluran Pipa Mikrohidro
Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat, karena pada air tersimpan energi potensial dan energi kinetik. Tenaga air adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir, energi yang dimiliki air dapat digunakan dan dimanfaatkan sebagai wujud energi mekanis maupun energi listrik (Santoso, 2005).
Pemanfaatan energi air banyak dilakukan dengan menggunakan kincir air atau turbin air yang memanfaatkan adanya suatu air terjun atau air yang jatuh pada suatu sungai maupun air yang mengalir pada suatu aliran sungai. Sejak awal abad 18 kincir air telah dimanfaatkan sebagai penggerak penggilingan gandum,
kerajinan kayu dan mesin tekstil. Sampai saat ini penggunaan energi air telah banyak dimanfaatkan khususnya sebagai energi pembangkit listrik
Tenaga air untuk mikrohidro ini bisa berasal dari saluran sungai, saluran irigasi, air terjun alam, atau bahkan sekedar parit asalkan airnya kontinyu. Prinsip kerjanya adalah memanfaatkan tinggi terjun dan jumlah debit air. Teknik dari pembangkit listrik ini sangat sederhana, yaitu menggerakkan turbin dengan
memanfaatkan tenaga air. Untuk bisa menggerakkan turbin ini, harus ada air yang mengalir deras karena perbedaan ketinggian. Jika di suatu daerah tidak ada air yang mengalir deras, maka dibuat jalur air buatan misalnya bendungan kecil yang berfungsi sebagai pembelok aliran air. Lalu, air yang mengalir deras akan
sanggup menggerakkan turbin yang disambungkan ke generator, sehingga dihasilkanlah energi listrik (Amri, 2008).
Kaidah energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk energi lain.
Pembangkitan energi air adalah suatu perubahan energi akibat adanya perbedaan ketinggian antara reservoir atas dan reservoir bawah maka akan terdapat energi potensial dan energi kinetik pada aliran tersebut. Selanjutnya energi tersebut dapat dimanfaatkan dengan mengubahnya menjadi energi mekanis melalui turbin. Untuk suatu aliran dengan head dan debit tertentu yang melalui sebuah turbin dapat menghasilkan daya (power) air dengan menggunakan Persamaan (1).
2.5.1. Aliran Air
Aliran air dalam pipa dapat ditemukan hampir pada semua jenis industri, dari sistem pipa tunggal yang sederhana sampai sistem pipa bercabang yang sangat kompleks. Contoh aliran perpipaan adalah sistem distribusi air minum, sistem pengangkutan minyak dari sumur bor ke tandon atau tangki penyimpan, sistem distribusi udara pendingin pada suatu gedung, sistem distribusi uap pada proses pengeringan maupun penyaluran air untuk tanaman pada perkebunan. Aliran perpipaan meliputi semua komponen dari lokasi awal sampai dengan lokasi tujuan antara lain, saringan (strainer), katup atau kran, sambungan, nosel dan
sebagainya. Untuk aliran perpipaan yang fluidanya liquid, umumnya dari lokasi awal fluida dipasang saringan untuk menyaring kotoran agar tidak menyumbat aliran fuida. Saringan dilengkapi dengan katup searah ( foot valve) yang fungsinya mencegah aliran kembali ke lokasi awal atau tandon. Sedangkan sambungan dapat berupa sambungan penampang tetap, sambungan penampang berubah, belokan (elbow) atau sambungan bentuk T (Tee) (Hanandoko, 2000).
Pada saluran tertutup atau saluran pipa biasanya digunakan untuk mengalirkan fluida di bawah tekanan atmosfer (aliran air penuh), karena apabila tekanan di dalam pipa sama dengan tekanan atmosfer (zat cair di dalam pipa tidak penuh), maka aliran termasuk dalam pengaliran terbuka. Fluida yang dialirkan melalui pipa bisa berupa zat cair atau gas dan tekanan bisa lebih besar atau lebih kecil dari tekanan atmosfer. Tekanan permukaan zat cair di sepanjang aliran terbuka
