STUDI POTENSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO
HEAD RENDAH SUNGAI CISANGKUY KABUPATEN BANDUNG
(KAJIAN EKONOMIS)
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNIK
pada
Program Studi Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Institut Teknologi Bandung
oleh
Andika Lesmana
NIM : 13204135 / Teknik Tenaga Elektrik (A)
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
SEKOLAH TEKNIK ELEKTRO DAN INFORMATIKA
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
i
STUDI POTENSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO
HEAD RENDAH SUNGAI CISANGKUY KABUPATEN BANDUNG
(KAJIAN EKONOMIS)
TUGAS AKHIR
oleh
ANDIKA LESMANA
NIM : 13204135 / Teknik Tenaga Elektrik (A)
Telah diterima dan disahkan untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar
SARJANA TEKNIK
pada
Program Studi Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Institut Teknologi Bandung
Bandung, 11 September 2008
Pembimbing,
Dr. Ir. Mukmin Widyanto A.
ii
ABSTRAK
Sungai Cisangkuy-Pataruman memiliki potensi energi listrik yang besar. Sistem pembangkit listrik mikrohidro Cisangkuy-Pataruman yang menggunakan sebuah turbin debit 3,5 m3/s akan memproduksi energi tahunan sebesar 2856,73 MWh. Sistem dua- turbin-3,5 m3/s dan sistem satu-turbin-5,25 m3/s berturut-turut akan menghasilkan energi 1,5 dan 1,1 kali lebih besar dibanding sistem satu-turbin-3,5 m3/s. Namun, harus dilakukan analisis ekonomi untuk meneliti apakah energi-energi yang lebih besar tersebut juga akan menghasilkan keuntungan yang lebih besar atau justru tidak. Studi ini memprediksi bahwa sistem dua-turbin-3,5 m3/s dan sistem satu-turbin-5,25 m3/s berturut-turut membutuhkan biaya investasi 1,8 kali dan 1,5 kali lebih besar dibanding sistem satu turbin 3,5 m3/s. Beberapa metode evaluasi menunjukan bahwa sistem pembangkit dengan satu turbin 3,5 m3/s lebih menguntungkan dibanding dua sistem pembangkit lainnya.
Kata kunci : mikrohidro, sungai Cisangkuy-Pataruman, turbin, investasi, NPV
iii
ABSTRACT
Cisangkuy-Pataruman river has a large amount of electrical-energy potencies. Cisangkuy-Pataruman micro-hydro powerplant system using single 3,5 m3/s-flow- turbine will produce 2856,73 MWh annual-energy. Double 3,5 m3 /s-turbines system and single 5,25 m3/s-turbine system will result 1,5 and 1,1 bigger energy than 3,5 m3/s- turbine system, respectively. But, economic analysis must be performed to observe whether these bigger energies will also result bigger profit or not. This study predicts that double-3,5 m3/s-turbines system and 5,25 m3/s-turbine system need 1,8 and 1,5 greater investment cost than single-3,5 m3/s turbine sistem, respectively. A number of evaluation methods show that the single-3,5 m3/s-turbine system is more profitable than two other systems.
Keyword : micro-hydro, Cisangkuy-Pataruman river, turbine, investment, NPV
iv
PRAKATA
Alhamdulillahhi Rabbil ’Alamin. Puji syukur ke hadirat Allah Subhanahu wa Ta’ala atas curahan nikmat-Nya yang senantiasa dilimpahkan. Shalawat dan
salam semoga selalu tercurah kepada Nabi Muhammad Shalallahu ’Alaihi wa
Sallam. Salah satu nikmat-Nya kepada penulis adalah diberikannya kemampuan
dan kesempatan dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Studi Potensi
Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Head Rendah Sungai Cisangkuy Kabupaten Bandung (Kajian Ekonomis).
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan mata kuliah EP-40Z2. Dalam penyusunan laporan ini, tidak lupa penulis menyampaikan terima kasih kepada :
1. Dr. Ir. Mukmin Widyanto A. selaku pembimbing yang telah memberikan bimbingan, arahan, nasehat, dorongan, dan dukungan moral dan materiil sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini sesuai dengan waktu studi yang diharapkan.
2. Segenap staf pengajar Teknik Tenaga Elektrik Program Studi Teknik Elektro ITB yang telah membuka cakrawala ilmu dan wawasan penulis.
3. Ayah, Ibu, kakak, adik, serta keluarga yang memberikan dukungan moral dan materiIl dalam penyelesaian tugas akhir ini.
4. Gama, Setya, Cong Andri, dan rekan-rekan lain di satu tim tugas akhir di bawah bimbingan Bapak Mukmin W.A. Teknik Elektro ITB yang terus memotivasi dan memberi dukungan.
5. Mbak Dina S. Laila di Imperial College London yang telah membantu menyediakan e-book dan e-journal selama pengerjaan Tugas Akhir I maupun Tugas Akhir II.
6. Bu Henny, Pak Cicih, dan segenap pegawai Balai Hidrologi PSDA Jabar Dago dan Braga yang telah membantu dalam penyediaan data dan pengetahuan lainnya.
7. Segenap pegawai CV. Cihanjuang Inti Teknik yang telah memberikan banyak pengetahuan dan informasi mengenai mikrohidro.
v
8. Andri H., Burhan, Fikril, dan Mas Bima yang telah memberikan banyak bantuan moril dan materil selama proses pengerjaan Tugas Akhir ini.
9. Rekan-rekan mahasiswa Aroes Koeat 2004 khususnya dan mahasiswa Teknik Elektro 2004 umumnya, yang secara langsung maupun tidak telah membantu dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
Kendala dan hambatan adalah hal yang lumrah menyertai setiap usaha. Namun, terlepas dari itu semua, penulis berusaha untuk tetap sungguh-sungguh bekerja dalam penyusunan laporan ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini tidak luput dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis memohon maaf atas kesalahan yang pernah dilakukan dan berusaha untuk belajar dari kesalahan. Akhir kata, semoga dokumentasi penelitian yang disusun ini dapat memberikan manfaat dan sedikit sumbangan bagi khasanah ilmu pengetahuan dan teknologi.
Bandung, 11 September 2008
vi
DAFTAR ISI
Halaman Lembar Pengesahan ... i Abstrak ... ii Abstract ... iii Prakata ... iv Daftar Isi ... viDaftar Tabel ... viii
Daftar Gambar ... ix BAB 1 Pendahuluan ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Batasan Masalah ... 2 1.4 Tujuan ... 3 1.5 Metodologi Penelitian ... 3 1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB 2 Landasan Teori ... 5
2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro ... 5
2.1.1 Pembangkit Listrik Tenaga Air ... 5
2.1.2 Sistem Mikrohidro ... 6
2.1.3 Mikrohidro Head Rendah ... 7
2.2 Turbin Mikrohidro ... 8
2.3 Jumlah Turbin Dalam Mikrohidro ... 13
2.4 Survei Lokasi Proyek Mikrohidro... 14
2.4.1 Identifikasi Lokasi ... 14
2.4.2 Prediksi Debit Air ... 14
2.4.3 Pengukuran Head ... 15
2.5 Analisis Ekonomi Pembangkit Mikrohidro ... 17
2.5.1 Investasi ... 17
vii
2.5.3 Nilai Waktu dari Uang ... 19
2.5.4 Metode Evaluasi Ekonomi ... 21
2.5.5 Tarif ... 23
BAB 3 Studi Lokasi dan Simulasi ... 24
3.1 Letak Sungai Cisangkuy-Pataruman ... 24
3.2 Pengkuran dan Pengamatan Keadaan Lokasi ... 25
3.3 Perencanaan Sistem Pembangkit ... 26
3.4 Data Debit ... 27
3.5 Simulasi ... 28
3.5.1 Simulasi Perancangan Turbin ... 28
3.5.1 Simulasi Energi Tahunan ... 31
BAB 4 Studi Ekonomi ... 36
4.1 Perkiraan Total Investasi ... 36
4.2 Energi Tahunan ... 39
4.3 Perhitungan Cashflow ... 40
4.3.1 Investasi dan Pinjaman ... 40
4.3.2 Biaya Operasi dan Pemeliharaan ... 41
4.3.3 Biaya Lingkungan dan sosial ... 41
4.3.4 Pendapatan ... 41
BAB 5 Analisis ... 44
BAB 6 Kesimpulan dan Saran ... 48
6.1 Kesimpulan ... 48
6.2 Saran ... 48
Pustaka ... 49
Lampiran 1 Data Pengukuran Gross Head ... 51
Lampiran 2 Perhitungan Net Head... 52
Lampiran 3 Data Debit Harian Rata-Rata Sungai Cisangkuy-Pataruman .... 54
Lampiran 4 Hidrograf dan Lengkung Durasi Debit ... 55
Lampiran 5 Rangkuman Peningkatan Kapasitas Turbin... 56
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Rentang head turbin air ... 9
Tabel 2.2 Komponen Investasi Awal Mikrohidro ... 18
Tabel 3.1 Data Debit Sungai Cisangkuy-Pataruman 2001-2007 ... 28
Tabel 3.2 Hasil simulasi turbin dan energi tahunan ... 35
Tabel 4.1 Perkiraan investasi ... 39
Tabel 4.2 Energi tahunan ... 40
Tabel 4.3 Pendapatan tahunan ... 43
Tabel 5.1 Hasil evaluasi ekonomi tanpa Carbon Credit... 44
Tabel 5.1 Hasil evaluasi ekonomi dengan Carbon Credit ... 44
Tabel L.1 Hasil Pengukuran Gross Head ... 51
Tabel L.2 Debit Harian Rata-Rata Sungai Cisangkuy-Pataruman 2001-2007 54 Tabel L.3 Durasi debit harian rata-rata Sungai Cisangkuy-Pataruman ... 55
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Skema konversi energi pada pembangkit listrik tenaga air ... 5
Gambar 2.2 Sistem mikrohidro ... 7
Gambar 2.3 Turbin Pelton ... 10
Gambar 2.4 Sudu turbin Turgo dan nozzlenya ... 10
Gambar 2.5 Turbin Crossflow ... 11
Gambar 2.6 Turbin Francis ... 12
Gambar 2.7 Turbin Kaplan ... 12
Gambar 2.8 Sistem mikrohidro dengan 2 turbin ... 13
Gambar 2.9 Hidrograf dan Flow Duration Curve ... 14
Gambar 2.10 Metode Water-Filled Tube and Rod ... 16
Gambar 2.11 Total head yang tersedia... 17
Gambar 3.1 Peta dan letak lokasi sungai Cisangkuy-Pataruman ... 24
Gambar 3.2 Gambaran lokasi sungai Cisangkuy-Pataruman... 25
Gambar 3.3 Rencana sistem pembangkit ... 26
Gambar 3.4 Entri data turbin... 29
Gambar 3.5 Summary turbin hasil simulasi ... 31
Gambar 3.6 Entri data site... 32
Gambar 3.7 Hasil simulasi energi tahunan sistem 1 turbin 3,5 m3/s ... 33
Gambar 3.8 Hasil simulasi energi tahunan sistem 1 turbin debit 5,25 m3/s . 34 Gambar 3.9 Hasil simulasi energi tahunan sistem 2 turbin @ 3,5 m3/s ... 35
Gambar 3.10 Persentase penghasilan energi sistem 2 turbin @ 3,5 m3/s ... 35
Gambar L.1 Head pada sistem mikrohidro ... 52 Foto 3.1 Aliran sungai Cisangkuy-Pataruman difoto dari jembatan Cisangkuy 26
