Angga Ardhika Mujizat, 2015
ANALISIS KELAYAKAN PEMBUATAN PLTMH DI DESA PAKENJENG SEBAGAI DESA MANDIRI ENERGI
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan metode studi potensi dan studi kelayakan yaitu
melakukan survey dan pengukuran. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mendapatkan besar potensi daya yang terbangkitkan oleh sungai yang akan
dibangun PLTMH. Hasil pengukuran ini digunakan sebagai acuan untuk
perancangan dan perencanaan pada PLTMH.
A. Metode Penelitian
Metode penelitian ini dilakukan dengan beberapa metode seperti berikut:
1. Studi Literatur, dengan mengumpulkan data yang ada di literatur yang
sudah ada dan searching melalui internet.
2. Pengumpulan data dari dinas terkait yaitu Dinas Sumber Daya Air dan
Pertambangan (SDAP) Kabupaten Garut dan Kecamatan Pamulihan.
3. Melakukan Studi Pra-kelayakan atau studi potensi
4. Melakukan Studi dan Analisis Kelayakan
5. Penelitian tentang mekanikal dan elektrikal di CV. Cihanjuang Inti Teknik
Metode tersebut dilakukan untuk mendapatkan data sebagai acuan untuk
menganalisis kelayakan pembuatan PLTMH di sebuah lokasi. Dibawah ini
Tidak
Ya
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian
B. Studi Potensi
Studi potensi adalah kegiatan awal sebagai kajian umum atau penjajakan awal
untuk pengumpulan atau mendapatkan data dan dapat dikembangkan atau
dimanfaatkan menjadi suatu potensi pembangkit energi listrik dari sumber
mikrohidro atau yang dikenal sebagai PLTMH.
Kegiatan pra studi kelayakan ini meliputi kegiatan pengumpulan data dan
informasi untuk survai awal di lapangan atau lokasi daerah aliran sungai suatu
dusun/desa yang diperkirakan memiliki potensi sumber energi mikrohidro. Data
yang dikumpulkan pada kegiatan pra studi ini meliputi:
2. Data dan informasi tentang profil sumber daya air atau sungai baik secara
kualitatif dan kuantitatif.
3. Data non-teknis dari lokasi penelitian.
Untuk mendukung studi potensi penulis menggunakan apikasi Google Earth
Pro sebelum terjun kelapangan guna menadapatkan gambaran lokasi secara umum
dan akses jalan yang akan ditempuh.
1. Google Earth Pro
Dalam mengumpulkan data dan informasi lokasi membutuhkan aplikasi untuk
mengetahui letak geografis dan informasi topografi suatu wilayah yang akan
diteliti. Hal ini agar memudahkan dalam proses studi potensi, oleh sebab itu untuk
memudahkan dalam mencari informasi dan data, penulis menggunakan software
Google Earth Pro.
Google Earth Pro adalah sebuah program globe virtual yang sebenarnya
disebut Earth Viewer dan dibuat oleh Keyhole, Inc.. Google Earth dikembangkan
oleh Keyhole, Inc., sebuah perusahaan yang diambil alih oleh Google pada
tahun 2004. Produk ini, kemudian diganti namanya menjadi Google Earth tahun
2005, dan sekarang tersedia untuk komputer pribadi yang menjalankan Microsoft
Windows atau Vista, Mac OS X 10.3.9 dan ke atas, Linux dan FreeBSD. Program
ini memetakan bumi dari superimposisi gambar yang dikumpulkan dari pemetaan
satelit, fotografi udara dan globe GIS (Geographic Information System) 3D.
Gambar 3.2 Tampilan Google Earth Pro
GIS atau Geographic Information System adalah sistem informasi khusus yang mengelola data yang memiliki informasi spasial (bereferensi keruangan).
Atau dalam arti yang lebih sempit, adalah sistem komputer yang memiliki
kemampuan untuk membangun, menyimpan, mengelola dan menampilkan
informasi berefrensi geografis, misalnya data yang diidentifikasi menurut
lokasinya, dalam sebuah data base. Para praktisi juga memasukkan orang yang
membangun dan mengoperasikannya dan data sebagai bagian dari sistem ini.
Teknologi Sistem Informasi Geografis dapat digunakan untuk investigasi
ilmiah, pengelolaan sumber daya,perencanaan pembangunan, kartografi dan
perencanaan rute. Misalnya, SIG bisa membantu perencana untuk secara cepat
menghitung waktu tanggap darurat saat terjadi bencana alam, atau SIG dapat
digunaan untuk mencari lahan basah (wetlands) yang membutuhkan perlindungan dari polusi.
2. Survey Lokasi
Setelah mendapatkan data-data lokasi yang diperoleh dari Dinas SDAP,
aplikasi Google Earth Pro dan studi literatur penelitian dilanjutkan ke tahap
survey lokasi penelitian. Survey lokasi ini dilakukan untuk mengetahui kondisi
real di lapangan dan untuk menentukan dimana lokasi pengukuran akan dilakukan
serta mencari informasi dari warga sekitar.
a. Desa Pakenjeng
Pakenjeng adalah sebuah desa di Kecamatan Pamulihan di Kabupaten
Garut, Provinsi Jawa Barat, Indonesia. Berjarak 3,2 km dari Kecamatan
Gambar 3.3 Peta Topografi Kabupaten Garut
(Sumber: www.google.com)
Gambar 3.4 Peta Administratif Kabupaten Garut lokasi Kecamatan Pamulihan
Gambar 3.5 Peta Administratif lokasi Desa Pakenjeng Kecamatan Pamulihan
(Sumber : sikec.garutkab.go.id/)
Jarak yang harus ditempuh oleh penulis dari kota asal (Bandung) yaitu sekitar
97,1 Km dengan waktu tempuh sekitar 3 jam menuju Desa Pakenjeng. Dengan
rincian rute
Tabel 3.1 Rute Jarak Tempuh
Lokasi Jarak (Km) Waktu(jam)
Bandung – Garut 67 1,5
Garut - Kecamatan Pamulihan 30 2
Kecamatan Pamulihan -
1 0.5
Desa Pakenjeng
Gambar 3.6 Peta jarak tempuh Bandung – Desa Pakenjeng
Sungai-sungai di desa ini tergolong masih alami karena tidak ada industri dan
sungai ini belum terlalu banyak dimanfaatkan potensinya oleh warga sekitar,
sehingga sungai-sungai di desa ini masih tergolong alami. Tingkat visabilitas di
kawasan ini bebas dikarenakan masih alami, dan tingkat abrasi di kawasan Desa
Pakenjeng pun tergolong kecil.
Gambar 3.7 (a) Kantor Kecamatan Pamulihan, (b) Perbatasan Desa
Pakenjeng, (c) Balai Desa Pakenjeng
(Sumber: dokumentasi pribadi penulis)
Kecamatan Pamulihan termasuk daerah dengan curah hujan yang stabil,
sehingga sungai-sungai di daerah ini cenderung memiliki debit yang stabil. Hal ini
disebabkan karena wilayah ini berada dataran tinggi dan daerah ini memiliki hutan
yang masih alami. Sehingga siklus air hujan tidak banyak terganggu, berikut ini
data curah hujan di daerah Kecamatan Pamulihan dan sekitarnya:
Tabel 3.2 Data Curah Hujan
Data Curah Hujan Tahun 2010 - 2014
Bulan
April 173 146.8 195.9 473 110 219.74
Gambar 3.8 Peta Curah Hujan Kabupaten Garut
(Sumber : Dinas SDAP)
b. Sungai Cibatarua
Sungai Cibatarua adalah salah satu anak sungai dari Sungai Cikandang yang
memiliki potensi air yang besar namun belum banyak dimanfaatkan karena
lokasinya yang terpencil. Sungai Cikandang sendiri memiliki panjang sekitar 33
km dengan beberapa anak sungai seperti Cibatarua, Ciarinem, Cihanjuang dan
Cipanengen.
Gambar 3.9 Sungai Cibatarua
(Sumber : Dokumentasi Pribadi Penulis)
Sungai Cibatarua sendiri memiliki debit air yang besar dan konstan hampir
sepanjang tahun karena sungai yang terletak di Desa Pakenjeng ini belum banyak
dimanfaatkan oleh warga sekitar dan daerah ini memiliki curah hujan yang stabil
sehingga dapat menjaga kuantitas debit air.
Sungai Cibatarua memiliki air terjun yang berpotensi untuk dibangunnya
PLTMH, penduduk desa sendiri menyebutnya air terjun Panyairan atau “Curug Panyairan”. Air terjun ini memiliki ketinggian jatuh air (head) yang cukup tinggi dan debit yang stabil serta belum adanya pemakaian air oleh penduduk di
sekitarnya, sehingga debitnya masih alami dan tidak terganggu.
Gambar 3.10 Curug Panyairan, Sungai Cibatarua
Jarak dari Desa pakenjeng ke lokasi Air Terjun Panyairan ini adalah sekitar 3
km dengan cara berjalan kaki, dengan medan sepanjang 1 km jalan bebatuan dan
2 km jalan hutan sehingga cukup sulit untuk kendaraan baik roda empat ataupun
roda dua untuk mencapai lokasi.
Gambar 3.11 (a) Jalan Masuk Menuju Curug Panyairan Sungai Cibatarua, (b)
Jalan pegunungan, (c) Jalan melewati hutan, (d) Jembatan di sungai
Cibatarua
(Sumber : Dokumentasi Pribadi Penulis)
Gambar 3.12 Peta Lokasi Sungai Cibatarua, Air Terjun Panyairan
C. Alur Studi dan Analisis Kelayakan Pembuatan PLTMH
Mekanisme penelitian ini bertujuan untuk menganalisis layak atau tidaknya
suatu daerah untuk dibangunnya sebuah PLTMH, maka untuk menganalisis
kelayakan sebuah PLTMH perlu diadakannya studi kelayakan dengan mengacu
pada data – data yang didapatkan pada Pra-Studi kelayakan atau Studi Potensi.
Berikut ini alur diagram penelitian :
Gambar 3.13 Alur Analisis Kelayakan Pembuatan PLTMH
1. Pengukuran Debit Air
Maksud dan metode ini adalah untuk mengetahui apakah debit air yang
Studi ini meliputi pengukuran debit minimum yang mengalir pada saluran air
atau sungai, debit air pada saat banjir dengan melakukan pengamatan visual batas
banjir, dan pengukuran debit air secara, tinggi terjun (beda tinggi/ head) yang
tersedia dan menentukan debit andalan. Pengukuran debit dilakukan dengan
metoda pengukuran kecepatan dan penampang aliran sungai.
Kecepatan aliran air (v) diukur dengan menggunakan metode pelampung,
kecepatan aliran air diperoleh dengan perhitungan data waktu (t) serta jarak (d)
tempuh pelampung. Kecepatan air dihitung dengan rumus:
v = c . (d/t) ………..(3.1)
dimana:
v = kecepatan aliran air (m/detik)
d = jarak tempuh pelampung
t = waktu tempuh pelampung
c = faktor koreksi 0,75 atau 0,95 masing – masing untuk pelampung berada
cukup dalam atau diatas permukaan air
(Gunawan, 2010)
Gambar 3.14 Penulis melakukan pengukuran kecepatan aliran air (v)
dengan metode pelampung
(Sumber: dokumentasi pribadi penulis)
Luas penampang aliran air (A) atau sungai dapat diukur dengan cara
mengukur lebar sungai atau saluran (W) dan kedalaman rata – rata sungai (d
rata-rata), untuk mengukur luas penampang aliran air dibutuhkan alat ukur untuk
Gambar 3.15 Metode pengukuran luas penampang sungai (Sumber: dokumentasi pribadi penulis)
Dari metode diatas dapat diperoleh beberapa variabel untuk menentukan luas
penampang airan sungai, sehingga diperoleh luas penampang dengan rumus:
A = W . drata-rata ………..(3.2)
Gambar 3.16 Penampang Sungai. (a) Lebar Sungai dan Kedalaman Sungai
(b) Lebar Rata – Rata Sungai dan kedalaman Rata – Rata sungai (Sumber: Gunawan, 2010)
Dari persamaan perhitungan kecepatan aliran air (v) dan luas penampang (A)
diperoleh persamaan untuk menghitung debit air, persamaannya adalah:
Q = A . v ………..(3.3)
Dimana:
Q = Debit air
A = Luas Penampang aliran air (m2)
v = kecepatan airan air (m/det)
(Gunawan, 2010)
2. Perhitungan Potensi Daya Hidrolik dan Daya Terbangkitkan
Setelah mendapakan semua variabel yang dibutuhkan, maka data-data yang
diperoleh digunakan untuk menganalisis daya yang bisa terbangkitkan dari
(Q) yang diperoleh dari persamaan 3.3 maka didapatkan perhitungan potensi daya
hidrolik (air) dan potensi daya listrik terbangkitkan. Potensi daya hidrolik adalah
analisis potensi daya pada suatu potensi air atau sungai tanpa perhitungan efisiensi
turbin sedangkan potensi daya terbangkitkan adalah analisis daya terbangkitkan
yang bisa dihasilkan oleh suatu potensi air atau sungai dengan kemampuan suatu
jenis turbin tertentu, berikut ini adalah persamaan potensi daya hidrolik (air) dan
potensi daya listrik terbangkitkan.
3. Perhitungan Penstock, Intake dan Kolam Penenang
Perhitungan penstock diakukan agar mengetahui spesifikasi penstock yang
akan dipakai seperti panjang penstock, diameter penstock dan material bahan
penstock. karena akan berpengaruh pada pengeluaran biaya. Untuk menghitung
panjang penstock dapat digunakan rumus trigonometri dengan menggunakan jarak
antara lokasi yang akan dijadikan power house dengan lokasi kolam penenang,
maka didapatkan persamaan seperti berikut:
Lpipa = √�ℎ ��� ���2. H ………..(3.4)
Dimana:
Lpipa = Panjang penstock
Lhorizontal =Jarak antara power house dengan dinding vertikal kolam penenang
H = Tinggi jatuhan air
(Muhammad Asy’ari Perangin-Angin, 2008)
Gambar 3.17 Perhitungan panjang penstock
Untuk mencari diameter penstock dapat dihitung dengan mencari kecepatan
optimum menggunakan rumus United State Berau of Reclamation (USBR)
dengan persamaan:
(Muhammad Asy’ari Perangin-Angin, 2008)
Dari persamaan 3.6 maka didapatkan diameter penstock dengan persamaan:
4
�. �
=
V = kecepatan aliran air optimum
(Muhammad Asy’ari Perangin-Angin, 2008)
Untuk perencanaan intake, lebar diambil dari perhitungan diameter penstock
sedangkan tingginya diambil dari 2 kali tinggi maksimal air sungai. Sedangkan
untuk kolam penenang kedalaman maksimal kolam penenang diambil dari 2-4
kali ketinggian air sungai dan dapat menampung air yang cukup banyak.
4. Jaringan Distribusi
Dalam merencanakan jaringan distribusi data-data tentang mekanikal dan
elektrikal dibutuhkan sebagai acuan untuk memilih jenis kabel dan komponennya.
Pemilihan penghantar juga dipengaruhi dari jarak pembangkit menuju ke
konsumen, karena akan mempengaruhi terhadap jatuh tegangan pada distribusi
tersebut. Setelah mendapatkan jenis penghantar maka selanjutnya adalah
menganalisis jatuh tegangan atau Drop Voltage untuk mengetahui tegangan yang
hilang pada penghantar di saluran distribusi. Dalam menghitung jatuh tegangan
Vdrop = √ . R . I . Cos � + √ . X . I . Sin � …………..(3.7)
Dimana:
√ = Konstanta 3 phasa � = faktor kerja
