Pembangkit
Listrik
Tenaga
Microhydro (PLTMH)
Posted at 1:45 PM | in Pembangkit Tenaga Listrik
Penyediaan energi yang memadai serta ramah lingkungan merupakan salah satu persyaratan untuk pembangunan sosial ekonomi yang berkelanjutan, akan tetapi dengan pesatnya perkembangan ekonomi dan pertumbuhan penduduk yang mengakibatkan meningkatnya kebutuhan energi, Indonesia pada khususnya dihadapkan dengan berbagai permasalahan energi yang semakin meningkat.
dihadapkan pada krisis energi yang berkepanjangan dan kerusakan lingkungan yang akan menimbulkan bencana besar di Bumi kita ini.
Indonesia sendiri sampai dengan saat ini masih belum mampu memenuhi kebutuhan listrik masyarakat, kita semua ketahui masih banyak wilayah-wilayah di Indonesia yang belum bisa merasakan cahaya terang di malam hari, masih banyak desa-desa yang belum teraliri listrik, dan masih banyak juga wilayah-wilayah yang sudah teraliri listrik namun listriknya byar-pet terus atau dengan kata lain kekurangan daya listrik, sehingga diterapkan sistem pemadaman bergilir. Untuk itu, dibutuhkan solusi yang cerdas guna mengatasi permasalahan-permasalahan tersebut.
Pembangkit Listrik Tenaga Microhydro (PLTMH) merupakan salah satu solusi alternatif untuk menjawab permasalahan-permasalahan tersebut diatas. Microhydro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik tenaga air berskala kecil ini. PLTMH memanfaatkan kapasitas aliran air dengan ketinggian tertentu untuk menghasilkan energi listrik, maksudnya disini adalah dua faktor utama untuk membuat PLTMH yaitu banyaknya air yang mengalir dan ketinggian atau sudut kemiringan aliran air tersebut.
Prinsip Kerja
masuk ke turbin relatif bersih. Saluran ini dibangun dengan cara memperdalam dan memperlebar saluran pembawa dan menambahnya dengan saluran penguras.
Bak penenang / bak penampungan juga dibangun untuk menenangkan aliran air yang akan masuk ke turbin dan mengarahkannya masuk ke pipa pesat. Bak ini dibuat dengan konstruksi beton dan berjarak sedekat mungkin ke rumah turbin untuk menghemat pipa pesat. Pipa pesat berfungsi mengalirkan air sebelum masuk ke turbin. Dalam pipa ini, energi potensial air di kolam penenang diubah menjadi energi kinetik yang akan memutar roda turbin. Biasany a terbuat dari pipa baja yang dirol, lalu dilas. Untuk sambungan antar pipa digunakan flens. Pipa ini harus didukung oleh pondasi yang mampu menahan beban statis dan dinamisnya. Pondasi dan dudukan ini diusahakan selurus mungkin, karena itu perlu dirancang sesuai dengan kondisi tanah.
Turbin, generator dan sistem kontrol masing-masing diletakkan dalam sebuah rumah yang terpisah. Pondasi turbin-generator juga harus dipisahkan dari pondasi rumahnya. Tujuannya adalah untuk menghindari masalah akibat getaran. Rumah turbin harus dirancang sedemikian agar memudahkan perawatan dan pemeriksaan. Setelah keluar dari pipa pesat, air akan memasuki turbin pada bagian inlet. Di dalamnya terdapat guided vane untuk mengatur pembukaan dan penutupan turbin serta mengatur jumlah air yang masuk ke runner/blade (komponen utama turbin). Runner terbuat dari baja dengan kekuatan tarik tinggi yang dilas pada dua buah piringan sejajar. Aliran air akan memutar runner dan menghasilkan energi kinetik yang akan memutar poros turbin. Energi yang timbul akibat putaran poros kemudian ditransmisikan ke generator. Seluruh sistem ini harus balance, turbin harus dilengkapi casing yang berfungsi mengarahkan air ke runner. Pada bagian bawah casing terdapat pengunci turbin. Bantalan (bearing) terdapat pada sebelah kiri dan kanan poros dan berfungsi untuk meny angga poros agar dapat berputar
dengan lancar.
energi listrik. Generator yang dapat digunakan pada mikrohidro adalah generator sinkron dan generator induksi. Sistem transmisi daya ini dapat berupa sistem transmisi langsung (daya poros langsung dihubungkan dengan poros generator dengan bantuan kopling), atau sistem transmisi daya tidak langsung, yaitu menggunakan sabuk atau belt untuk memindahkan daya antara dua poros sejajar. Keuntungan sistem transmisi langsung adalah lebih kompak, mudah dirawat, dan efisiensinya lebih tinggi. Tetapi sumbu poros harus benar-benar lurus dan putaran poros generator harus sama dengan kecepatan putar poros turbin. Masalah ketidaklurusan sumbu dapat diatasi dengan bantuan kopling fleksibel. Gearbox dapat digunakan untuk mengoreksi rasio kecepatan putaran. Sistem transmisi tidak langsung memungkinkan adanya variasi dalam penggunaan generator secara lebih luas karena kecepatan putar poros generator tidak perlu sama dengan kecepatan putar poros turbin. Jenis sabuk yang biasa digunakan untuk PLTMH skala besar adalah jenis flat belt, sedang V-belt digunakan untuk skala di bawah 20 kW. Komponen pendukung yang diperlukan pada sistem ini adalah pulley, bantalan dan kopling. Listrik yang dihasilkan oleh generator dapat langsung ditransmisikan lewat kabel pada tiang-tiang listrik menuju rumah konsumen.
Perhitungan Teknis
Kapasitas daya yang dibangkitkan PLTMH dapat dihitung dengan persamaan :
Perencanaan PLTMH
Tahap pertama perancangan PLTMH adalah studi awal. Studi ini diawali dengan survey lapangan untuk memperoleh data primer mengenai debit aliran dan head (beda ketinggian). Debit aliran dapat diukur dengan metode konduktivitas atau metode Weir. Berdasarkan data tersebut dapat dihitung perkiraan potensi daya awal. Data lapangan sebaiknya diambil beberapa kali pada musim yang berbeda untuk memperoleh gambaran yang tepat mengenai potensi daya dari aliran air tersebut.
Selain itu, perlu dicari data pendukung, yaitu: kondisi air (keasaman, kekeruhan, serta kandungan pasir atau lumpur), keadaan dan kestabilan tanah di lokasi bangunan sipil, serta ketersediaan bahan, transportasi dan tenaga trampil (operator). Setelah survey lapangan, tahap perancangan selanjutnya adalah pemilihan lokasi dan penentuan dimensi utama, pembuatan analisis keunggulan dan kelemahan setiap alternatif pilihan, pembuatan sketsa elemen utama, penentuan tipe serta kapasitas turbin dan generator yang akan digunakan, penentuan sistem kontrol sistem (manual/otomatis), perancangan jaringan transmisi dan distribusi serta perancangan sistem penyambungan ke rumah-rumah.
Kekuatan dan Kelemahan Kekuatan PLTMH
Potensi energi air yang sangat melimpah Mampu beroperasi hingga lebih dari 15 tahun Teknologi ramah lingkungan
Merupakan energi terbarukan Biaya investasi sangat ekonomis
Kelemahan PLTMH
Kapasitas listrik yang dihasilkan bergantung pada debit aliran dan ketinggian air,
sehingga pada saat musim kemarau debit air akan menurun, secara otomatis kapasitas pembangkitan juga akan menurun.
Kapasitas pelanggan terbatas, tergantung dari kapasitas PLTMH, apabila
kelebihan maka kualitas listrik akan menurun.
Pengguna tidak boleh terlalu jauh dari PLTMH karena apabila terlalu jauh maka
akan banyak kehilangan daya transfer nya akibat rugi-rugi daya pada penghantar (max 2 km dari PLTMH).
Yah kita semua berharap tentunya agar PLTMH ini bisa menjadi salah satu solusi bagi pemerintah Indonesia khususnya dalam menghadapi bayang-bayang krisis energi yang berkepanjangan dan bencana besar yang menghantui akibat eksplorasi energi fosil yang secara brutal merusak lingkungan dan alam Indonesia. Dan pemerataan serta keadilan didalam penikmatan energi listrik itu bisa dirasakan oleh seluruh rakyat Indonesia.
Semoga artikel ini bisa bermanfaat bagi yang membaca dan yang menulis tentunya. Kritik serta saran yang sifatnya membangun sangat diharapkan agar lebih sempurnanya tulisan ini.. :D
Panduan Sederhana Pembangunan Pembangkit Listrik
Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)
JUN 11
Posted by pimpii
Saat ini Indonesia masih sepenuhnya bergantung pada bahan bakar fosil seperti minyak bumi, batubara dan gas. Bahan bakar fosil di Indonesia digunakan oleh 95 persen penduduk maupun pelaku industri, dengan konsumsi energi meningkat tujuh persen setiap tahunnya. Padahal bahan bakar fosil ini ikut ‘berkontribusi’ terhadap total emisi energi CO2, yang hingga 2008 tercatat mencapai 351 juta ton. Selain itu bahan bakar fosil jelas merupakan energi yang tidak bisa dibarukan. Jika terus digunakan, tentu persediaan bahan bakar akan habis.
Sementara, sumber-sumber energi terbarukan, yang notabene jauh lebih banyak ketimbang bahan bakar fosil, belum dimanfaatkan secara optimal. Energi terbarukan seperti hydrogen, air, panas bumi dan sebagainya masih dianggap sebagai energi alternatif, dimana penggunaannya hanya mencapai lima persen!
Salah satu energi terbarukan yang sangat potensial adalah penggunaan energi air untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH). PLTMH 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 ketinggian tertentu dan instalasi. Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.
Biasanya Mikrohidro dibangun berdasarkan kenyataan bahwa adanya air yang mengalir di suatu daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang memadai. Istilah kapasitas mengacu kepada jumlah volume aliran air persatuan waktu (flow capacity) sedangan beda ketinggian daerah aliran sampai ke instalasi dikenal dengan istilah head.
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, Seperti dikatakan di atas, Mikrohidro hanyalah sebuah 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.
Yang membedakan antara istilah Mikrohidro dengan Miniihidro adalah output daya yang dihasilkan. Mikrohidro menghasilkan daya lebih rendah dari 100 W, sedangkan untuk minihidro daya keluarannya berkisar antara 100 sampai 5000 W. Secara teknis, Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi), turbin dan generator. Air yang mengalir dengan kapasitas dan ketinggian tertentu di salurkan menuju rumah instalasi (rumah turbin).
Di rumah turbin, instalasi air tersebut akan menumbuk turbin, dalam hal ini turbin dipastikan akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi mekanik berupa berputamya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian ditransmisikan/dihubungkan ke generator dengan mengunakan kopling.
Dari generator akan dihasilkan energi listrik yang akan masuk ke sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumah-rumah atau keperluan lainnya (beban). Begitulah secara ringkas proses Mikrohidro, merubah energi aliran dan ketinggian air menjadi energi listrik. Terdapat sebuah peningkatan kebutuhan suplai daya ke daerah-daerah pedesaan di sejumlah negara, sebagian untuk mendukung industri-industri, dan sebagian untuk menyediakan penerangan di malam hari.
Gambar 1. Skala Ekonomi dari Mikro-Hidro (berdasarkan data tahun 1985)
Keterangan gambar 1
Average cost for conventional hydro = Biaya rata-rata untuk hidro konvensional.
Band for micro hydro = Kisaran untuk mikro-hidro
Capital cost = Modal Capacity = Kapasitas (kW)
kemudian dialirkan melalui pipa pesat (penstock) menuju turbin.
Gambar 2. Komponen-komponen Besar dari sebuah Skema Mikro Hidro
Intake
• Settling Basin (Bak Pengendap) : Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.
Sand Trap
Headrace
• Headtank (Bak Penenang) atau Forebay : Fungsi dari bak penenang adalah untuk mengatur perbedaan keluaran air antara sebuah penstock dan headrace, dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir, kayu-kayuan.
Head Tank
Penstock
• Turbine dan Generator Perputaran gagang dari roda dapat digunakan untuk memutar sebuah alat mekanikal (seperti sebuah penggilingan biji, pemeras minyak, mesin bubut kayu dan sebagainya), atau untuk mengoperasikan sebuah generator listrik. Mesin-mesin atau alat-alat, dimana diberi tenaga oleh skema hidro, disebut dengan ‘Beban’ (Load)
Turbin
seperti ini akan tergantung pada karakteristik khusus dari lokasi dan skema keperluan-keperluan dari pengguna.
