mikrohidro

(1)

Mikrohidro adalah pembangkit listirk tenaga air skala kecil dan mempunyai prinsip kerja mirip dengan Mikrohidro adalah pembangkit listirk tenaga air skala kecil dan mempunyai prinsip kerja mirip dengan PLTA. Energi yang dihasilkan mikrohidro jika dibandingkan dengan PLTA skala besar cukup kecil sehingga PLTA. Energi yang dihasilkan mikrohidro jika dibandingkan dengan PLTA skala besar cukup kecil sehingga berimplikasi pada sederhananya peralatan dan kecilnya areal tanah yang diperlukan untuk instalasi dan berimplikasi pada sederhananya peralatan dan kecilnya areal tanah yang diperlukan untuk instalasi dan pengoperasian mikrohidro. Hal tersebut merupakan salah satu keunggulan mikrohidro yakni tidak pengoperasian mikrohidro. Hal tersebut merupakan salah satu keunggulan mikrohidro yakni tidak menimbulkan kerusakan lingkungan. Mikrohidro cocok diterapkan di pedesaan yang belum terjangkau menimbulkan kerusakan lingkungan. Mikrohidro cocok diterapkan di pedesaan yang belum terjangkau listrik dari PT PLN. Mikrohidro mendapatkan energi dari aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian listrik dari PT PLN. Mikrohidro mendapatkan energi dari aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian tertentu. Energi tersebut dimanfaatkan untuk memutar turbin yang dihubungkan dengan generator tertentu. Energi tersebut dimanfaatkan untuk memutar turbin yang dihubungkan dengan generator listrik. Mikrohidro bisa memanfaatkan ketinggian air yang tidak terlalu besar, misalnya dengan ketingian listrik. Mikrohidro bisa memanfaatkan ketinggian air yang tidak terlalu besar, misalnya dengan ketingian air 2.5 m bisa dihasilkan listrik 400 W. Potensi pemanfaatan mikrohidro secara nasional diperkirakan air 2.5 m bisa dihasilkan listrik 400 W. Potensi pemanfaatan mikrohidro secara nasional diperkirakan mencapai 7,500 MW, sedangkan yang dimanfaatkan saat ini baru sekitar 600 MW. Meski potensi mencapai 7,500 MW, sedangkan yang dimanfaatkan saat ini baru sekitar 600 MW. Meski potensi energinya tidak terlalu besar, namun mikrohidro patut dipertimbangkan untuk memperluas jangkauan energinya tidak terlalu besar, namun mikrohidro patut dipertimbangkan untuk memperluas jangkauan listrik di seluruh pelosok nusantara.

listrik di seluruh pelosok nusantara.

Sebuah skema hidro memerlukan dua hal yaitu debit air dan ketinggian jatuh (biasa

disebut µ

Head Head

_¶)

_{¶) untuk menghasilkan tenaga yang bermanfaat. Ini adalah sebuah sistem}

_{untuk menghasilkan tenaga yang bermanfaat. Ini adalah sebuah sistem}

konversi tenaga, menyerap tenaga dari bentuk ketinggian dan aliran, dan menyalurkan

tenaga dalam bentuk daya listrik atau daya gagang mekanik. Tidak ada sistem konversi

daya yang dapat mengirim sebanyak yang diserap dikurangi sebagian daya hilang oleh

sistem itu sendiri dalam bentuk gesekan, panas,

sistem itu sendiri dalam bentuk gesekan, panas, suara dan sebagainya.

suara dan sebagainya.

Dalam bentuk persamaan matematis, daya yang dapat dimanfaatkan dari aliran air yaitu :

Ps = Ps = V VgQHgQH

dimana :

Ps = daya sumber (W

Ps = daya sumber (W))

V

= kerapatan massa air (kg/m3

= kerapatan massa air (kg/m3))

g = percepatan gravitasi (m/dt2

g = percepatan gravitasi (m/dt2))

Q = debit aliran (m3/dt

Q = debit aliran (m3/dt))

H = tinggi terjun (m

H = tinggi terjun (m))

Potensi listrik tenaga mikrohidro dinyatakan dengan da

Potensi listrik tenaga mikrohidro dinyatakan dengan da ya hasil :

ya hasil :

Ph = ht Ps

(2)

dimana :

Ph = daya hasil (W)

ht = effisiensi total PLTM (%)

Skema sederhana pembangunan sebuah PLTMH seperti pada gambar berikut :

Skema PLTMH:

a. reservoir atau bak penenang,

b. Penstock ,

c. Rumah turbin atau pembangkit

Persamaan energi dalam sebuah aliran tertutup di berikan dalam bentuk persamaan

Bernouly :

Dengan : H

1

: Total energy

h

1

: head

P

1

: tekanan

K

: berat jenis air

V

1

: Kecepatan aliran

g

: gravitasi

a

c b

(3)

Dengan mempertimbangkan rugi ± rugi aliran maka persamaan Bernouly yang mengatur

model aliran adalah :

Dimana h

f

dinyatakan :

dan f adalah factor gesekan ;

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) sedangkan beda ketinggian daerah aliran sampai ke instalasi dikenal dengan istilah head. Mikrohidro juga dikenal sebagai white resources dengan teluemahan 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.

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 tertentu disalurkan dengan ketinggian tertentu menuju rumah instalasi (rumah turbin). Di rumah instalasi air tersebut akan menumbuk turbin dimana turbin sendin, dipastikan akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi mekanik berupa berputarnya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian ditransmisikan ke generator dengan menggunakan kopling. Dari generator akan dihasilkan energi listrik yang akan masuk

(4)

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. Kemampuan pemerintah yang terhalang oleh biaya yang tinggi dari perluasan jaringan listrik, sering membuat mikrohidro memberikan sebuah alternatif ekonomi ke dalam jaringan. Ini karena skema mikrohidro yang mandiri menghemat biaya dari jaringan transmisi, dan karena skema perluasan jaringan sering memerlukan biaya peralatan dan pegawai yang mahal. Dalam kontrak, skema mikrohidro dapat didisain dan dibangun oleh pegawai lokal dan organisasi yang lebih kecil dengan mengikuti peraturan yang lebih longgar dan menggunakan teknologi lokal seperti pekerjaan irigasi tradisional atau mesin-mesin buatan lokal. Pendekatan ini dikenal sebagai pendekatan lokal. Gambar 1 menunjukkan betapa ada perbedaan yang berarti antara biaya pembuatan dengan listrik yang dihasilkan.

Gambar 1. Skala Ekonomi dari Mikro-Hidro (berdasarkan data tahun 1985)

(5)

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)

Komponen-komponen Pembangkit Listrik Mikrohidro

Gambar 2. Komponen-komponen Besar dari sebuah Skema Mikro Hidro

y Diversion Weir dan Intake ( Dam/Bendungan Pengalih dan Intake)

Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai (Intake pembuka) ke dalamsebuah bak pengendap (Settling Basin).

(6)

y 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.

Gambar 4. Bak pengendap

y Headrace ( Saluran Pembawa)

Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.

Gambar 5. Saluran pembawa

(7)

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.

Gambar 6. Bak penenang

y Penstock (Pipa Pesat/Penstock)

Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah Turbin.

Gambar7. Pipa Pesat/Penstock

y 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.

(8)

Gambar 8. Bak pengendap

y Headrace ( Saluran Pembawa)

Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.

Gambar 9. Saluran pembawa

y T urbine dan Generator ( T urbin 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). Dalam Gambar 10. bebannya adalah sebuah penggergajian kayu.

(9)

Gambar 10. Turbin dan generator

Tentu saja ada banyak variasi pada penyusunan disain ini. Sebagai sebuah contoh, air dimasukkan secara langsung ke turbin dari sebuah saluran tanpa sebuah penstock. Tipe ini adalah metode paling sederhana untuk mendapatkan tenaga air tetapi belakangan ini tidak digunakan untuk pembangkit listrik karena efisiensinya rendah. Kemungkinan lain adalah bahwa saluran dapat dihilangkan dan sebuah penstock dapat langsung ke turbin dari bak pengendap pertama. Variasi seperti ini akan tergantung pada karakteristik khusus dari lokasi dan skema keperluan-keperluan dari pengguna.

Keunggulan PLTMH Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), merupakan salah satu alternatif supply energi listrik, khususnya di pedesaan. PLTMH sendiri sebenarnya termasuk kelompok energi celestial atau energi income yaitu energi yang mencapai bumi dari angkasa luar. Sifat energi ini adalah

tak terhabiskan / terbarukan / renewable / non depletable. Energi ini relatif bebas dari polusi. Ada beberapa alasan mengapa PLTMH merupakan pilihan yang tepat:

1. Indonesia kaya akan hutan sehingga kaya akan air. 2. Membangun PLTMH berarti melestarikan sumber air.

(10)

3. PLTMH bisa beroperasi sehari penuh karena air tidak tergantung siang dan malam hari. Sedangkan Pembangkit Listrik Tenaga Surya hanya bisa beroperasi siang hari.

4. Alat-alat PLTMH sudah bisa diproduksi di dalam negeri dan peralatan pengganti bisa didapat di kota-kota besar seperti Bandung.

5. PLTMH lebih awet, jika dipelihara dengan baik, dibanding pembangkit yang lain seperti PLTS, PLTU dll. 6. Pengoperasian PLTMH tidak memerlukan biaya yang mahal (dibandingkan dengan pengoperasian generator diesel).

7. Penggunaan energi baik energi listrik maupun energi gerak dari PLTMH untuk kegiatan produktif bisa dilakukan. Seperti charge aki dengan energi listrik atau penggilingan menggunakan energi gerak yang tersedia langsung dari turbin.

8. PLTMH teknologinya tidak begi tu sulit sehinga mudah dioperasikan sebagai base load maupun peak load (dapat dengan cepat on/off), karena turbin air pada PLTMH dapat diberhentikan setiap saat.

Permasalahan PLTMH Walaupun PLTMH memiliki beberapa keunggulan dibanding dengan

pembangkitan listrik yang lain, namun dalam perjalanannya PLTMH sering mengalami beberapa kendala yang ditemui dilapangan. Beberapa kendala yang sering ditemui dilapangan antara lain:

1. Sering dianggap belum kompetitif dibandingkan dengan energi fosil, karena:

a. Kemampuan SDM yang masih rendah dalam mengelola PLTMH baik secara administrasi maupun teknis.

b. Terkadang biaya pembuatan bangunan sipilnya jauh lebih mahal dibandingkan dengan harga peralatan listriknya seperti turbin dan generator, sehingga biaya investasi pembangunan yang tinggi menimbulkan masalah finansial pada penyediaan modal awal.

c. PLTMH dapat beroperasi karena sumber yang me mbangkitkan berasal dari debit air dan ketinggian jatuh air (head), sehingga PLTMH hanya dapat dibangun didaerah tertentu seperti di pegunungan dan di sumber mata air.

2. Belum tersedianya data potensi sumber daya yang lengkap, karena masih terbatasnya kajian / studi yang dilakukan.

3. Akses masyarakat terhadap energi masih rendah (DESDM, 2005). 4. Peran Pemerintah yang kurang:

a. Belum terlihat adanya sense of urgency b. Antar lembaga pemerintah kurang sinergis.

(11)