BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Umum
Mikrohidro merupakan 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 yang mendukungnya berupa bangunan sipil. Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari instalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.
Saat isu pemanasan global (global warming) semakin gencar didengungkan, energi listrik yang dibangkitkan dari tenaga air menjadi alternatif energi yang dapat menjadi bahagian dari solusi untuk mengurangi dampak pemanasan global tersebut. Dikatakan demikian karena instalasi pembangkit listrik seperti ini menggunakan 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.
sedangkan untuk minihidro daya keluarannya berkisar antara 100 KW sampai 2 MW (Khairul Amri, 2008).
PLTMH harus memiliki komponen-komponen struktur pembangkit untuk menghasilkan energi listrik. Komponen-komponen tersebut antara lain:
1) Dam atau bendungan pengalih dan bangunan pengambil. Pada banyak kasus, PLTMH lebih banyak menggunakan bendung (weir) untuk meninggikan muka air, daripada penggunaan bendungan (dam) yang dalam hal ini fungsinya untuk storage dan peninggi muka air. (diversion weir and intake).
2) Saluran pembawa (headrace)
3) Bak pengendap (settling basin)
4) Bak penenang (forebay)
5) Pipa pesat (penstock)
6) Turbin dan generator(turbine dan generator)
7) Rumah pembangkit (power house)
8) Saluran pembuang (tail race).
Dalam pemanfaatannya, jaringan PLTMH yang menghasilkan energi listrik disambungkan melalui tiang-tiang listrik dan kabel seperti yang digunakan PLN, untuk kemudian aliran energi listrik disalurkan ke rumah-rumah. Dengan sumber bahan baku yang melimpah dan terbarukan, PLTMH sangat cocok diterapkan di desa-desa terpencil yang mempunyai jaringan irigasi/sungai atau pun air terjun.
Seiring pertambahan jumlah penduduk di Indonesia maka industrialisasi dan kebutuhan masyarakat akan energi listrik juga semakin meningkat. Hal ini tentu akan memicu PLN yang merupakan sebagai operator energi listrik di negara ini dalam penyediaan listrik tersebut. PLN perlu mencari dan mengembangkan alternatif penyediaan listrik bagi masyarakat. Salah satu alternatif yang sangat berpotensi untuk dikembangkan adalah pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro ( PLTMH ).
Di daerah Sumatra Utara terdapat berbagai daerah yang cukup berpotensi dalam pengembangan sumber daya energi khususnya pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro bahkan PLTA skala kecil – menengah. Potensi ini dapat dijumpai di daerah-daerah kabupaten yang berada di jajaran pegunungan Bukit Barisan seperti Dairi, Pakpak barat, Karo, Tapanuli Utara, Tapanuli Tengah dan Humbang Hasundutan. Sehingga PLTMH ini merupakan salah satu alternatif yang cocok dikembangkan oleh PLN dalam penyediaan listrik sehingga kabutuhan eneri listrik untuk masyarakat dapat dipenuhi.
Kabupaten Humbang Hasundutan merupakan salah satu daerah yang memiliki potensi dalam pengembangan pembangkit listrik tenaga minihidro dan mikrohidro, karena Kabupaten Humbang Hasundutan yang merupakan salah satu Kabupaten termuda di Propinsi Sumatera Utara, sebagai hasil pemekaran dari Kabupaten Tapanuli Utara yang secara geografis, terletak di bagian tengah Sumatera Utara, berada pada 2º 13' - 2º 28' Lintang Utara dan 98º 10' - 98º 57' Bujur Timur.
berada di jajaran Bukit Barisan dengan ketinggian 330 – 2037 meter di atas permukaan laut.
Diversivikasi energi yang bersumber pada potensi sumber daya alam (SDA) di daerah merupakan strategi kebijakan dalam upaya mengatasi krisis energi di daerah Sumatera Utara, termasuk di lokasi studi Kabupaten Humbang Hasundutan Kecamatan Sijamapolang Desa Sibuntuon yaitu PLTMH Aek Sibundong,dengan memanfaatkan potensi sungai yang mengalir di daerah ini,yaitu sungai Aek Sibundong.PLTMH ini dibangun pada tahun 1987,dimana yang dahulunya masih bagian dari Kabupaten Tapanuli Utara.PLTMH ini direncanakan menghasilkan daya sebesar 750 kwh.
1.3 Maksud dan Tujuan
Secara umum tugas akhir ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja dari PLTM di Desa Sijamapolang Kecamatan Sijamapolang Kabupaten Humbang Hasundutan Provinsi Sumatera Utara sehingga dapat diukur tingkat keberlanjutannya. Hasil evaluasi kinerja yang diperoleh dapat menjadi rekomendasi apabila daya yang dihasilkan selama ini di lokasi studi masih dapat ditingkatkan
Untuk mencapai tujuan umum tersebut secara khusus tugas akhir ini bertujuan sebagai berikut:
1. Mengevaluasi debit sungai di lokasi studi.
2. Mengevaluasi jenis dan kondisi bangunan-bangunan sipil atau komponen-komponen PLTM pada lokasi studi.
3. Mengevaluasi produksi energi listrik yang dihasilkan pada PLTM di lokasi studi.
1.4 Pembatasan Masalah
mampu dibangkitkan. Dalam hal ini, penulis tidak mengkaji dan memperhitungkan besarnya nilai investasi yang dibutuhkan untuk meningkatkan kapasitas dan kinerja PLTMH, apabila ternyata dari penelitian ini, hal itu memungkinkan untuk dilakukan.
1.5 Metodologi Penelitian
Studi dalam tugas akhir ini tentang penelaahan teori-teori dan konsep-konsep yang mempunyai relevasi dengan pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH). Ini dilakukan dengan mempelajari buku-buku, diktat-diktat, jurnal-jurnal ilimiah dan literatur lainya, serta sumber-sumber yang dapat membantu studi ini. Di mana mikrohidro pada prinsipnya memanfaatkan kapasitas aliran air (debit) dan tinggi jatuh
(head).
1.5.1 Kapasitas Aliran Air (debit) dan Tinggi Jatuh (head)
Debit merupakan salah satu parameter penting dalam perencanaan PLTMH. Ukuran debit air akan menentukan besarnya energi yang mampu dihasilkan. Debit juga akan menentukan ukuran dan jenis turbin yang akan digunakan. Pengukuran debit sesaat untuk kalibrasi, dilakukan di beberapa penampang melintang sungai. Dan bisa dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:
𝑄 =𝑉.𝐴 Pers. 1.1
di mana Q = debit aliran (m³/s) V = kecepatan aliran (m/s), dan A = luas penampang (m²).
1.5.2 Energi Lisrik
Data hasil survei potensi air diolah untuk mengetahui besarnya daya yang dapat dibangkitkan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
𝑃= 𝜌.𝑔.𝑄.𝐻eff Pers. 1. 2
di mana P = daya terbangkitkan (Watt), 𝜌 = massa jenis air = 1000 𝑘𝑔/𝑚3, g = percepatan gravitasi = 9,81 𝑚2/𝑠, Q = debit (𝑚3/𝑠), Heff = tinggi efektif (m).
Sedangkan energi listrik yang dapat dihasilkan dari potensi daya yang ada harus dikalikan dengan efisiensi total (ηtot), sehingga rumusnya menjadi:
P= ρ.g.Q.Heff. ηtot (Pers.I.3)
di mana P = daya terbangkitkan (Watt), ρ = massa jenis air = 1000 𝑘𝑔/𝑚3, g = percepatan gravitasi = 9,81 𝑚2/𝑠, Q = debit (𝑚3/𝑠), Heff = tinggi efektif (m), dan ηtot = efisiensi total.
1.5.3 Bangunan Sipil
1.6 Tinjauan pustaka singkat
Masalah yang dihadapi dalam penyedian energi adalah masih banyaknya penggunaan bahan bakar minyak (BBM), sementara kemampuan produksi dan suplai minyak semakin menurun.
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam penggunaan dan pemilihan sumber energi baru adalah sebagai berikut:
• Ketersediaan sumber energi dan usaha pelestarian.
• Kemampuan manusia untuk menguasai dan mengelola energi. • Ketersediaan dana untuk menguasai sumber energi.
• Masalah lingkungan.
Di sebagian negara berkembang, termasuk Indonesia, aktivitas pembangunan terkonsentrasi di kota atau wilayah dengan berbagai fasilitas yang mendukungnya. Sementara di daerah perdesaan, pembangunan berjalan lambat karena kurangnya infrastruktur sarana, dan prasarana.
Desa-desa di Indonesia rata-rata membutuhkan listrik relatif kecil (10 – 150 KW) serta lokasinya tersebar. Untuk pelistrikan pedesaan di Indonesia, salah satunya di desa Sijamapolang Kec. Sijamapolang Kab. Humang Hasundutan Provinsi Sumatera Utara, pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH) telah dikembangkan mengingat potensi tenaga air di Indonesia yang melimpah dan besar.
Dari segi teknologi, PLTMH memiliki keuntungan dan kemudahan dibandingkan pembangkit listrik lainnya. Hal tersebut disebabkan antara lain:
• Kontruksinya relatif sederhana
• Teknologi mikrohidro telah matang dan terjamin sebagai teknologi yang dapat
• Mudah dalam perawatan dan penyedian suku cadang, karena hampir semua
komponen yang dibutuhkan telah dapat diproduksi di dalam negeri. • Biaya operasi dan perawatan rendah.
1.7 Sistematika Penulisan
Untuk memperjelas tahapan yang dilakukan dalam tugas akhir ini, penulisan tugas akhir ini dikelompokkan ke dalam 5 (lima) bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Merupakan rencana yang akan dilakukan yang meliputi tinjauan umum, latar belakang, tujuan penelitian, pembatasan masalah, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Mencakup data kepustakaan yang diperoleh dengan cara menghimpun berbagai literatur yang berhubungan data yang diperlukan.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisikan tentang metode yang dipakai dalam penelitian ini, termasuk pengambilan data, langkah penelitian, analisis data, serta pemilihan lokasi penelitian.
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Berisikan tentang pengolahan dan perhitungan terhadap data-data yang dikumpulkan, dan kemudian dilakukan analisis secara komprehensif terhadap hasil-hasil yang diperoleh.
