Buku dan referensi dan ta

(1)

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MICROHYDRO (PLTMH)

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.

Saat ini di dunia dan Indonesia pada khususnya, masih bergantung pada

sumber energi fosil seperti minyak bumi dan batu bara untuk memenuhi

kebutuhan energi-nya, dalam hal ini bahan bakar kendaraan dan

pembangkit listrik tentunya. Apabila penggunaan bahan bakar yang

berbasis energi fosil ini terus meningkat tanpa adanya pengendalian

penggunaannya, bukan hal yang mustahil dunia dan Indonesia pada

khususnya akan 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.

(2)

Secara teknis PLTMH memiliki tiga komponen utama yaitu air (hydro),

turbin, dan generator. Prinsip kerja dari PLTMH sendiri pada dasarnya

sama dengan PLTA hanya saja berbeda kapasitasnya atau besarnya.

PLTMH pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian atau sudut

kemiringan dan jumlah debit air per detik yang ada pada saluran irigasi,

sungai, maupun air terjun. Aliran air akan memutar turbin sehingga akan

menghasilkan energi mekanik. Energi mekanik turbin akan memutar

generator dan generator menghasilkan listrik. Skema prinsip kerja PLTMH

dapat dilihat pada gambar berikut :

Pembangunan PLTMH perlu diawali dengan pembangunan bendungan

untuk mengatur aliran air yang akan dimanfaatkan sebagai tenaga

penggerak PLTMH. Bendungan ini perlu dilengkapi dengan pintu air dan

penyaring sampah (flter) untuk mencegah masuknya kotoran maupun

endapan lumpur. Bendungan sebaiknya dibangun pada dasar sungai yang

stabil dan aman terhadap banjir. Di dekat bendungan dibangun bangunan

pengambil (intake), kemudian dilanjutkan dengan pembuatan saluran

pembawa yang berfungsi mengalirkan air dari intake. Saluran ini

dilengkapi dengan saluran pelimpah pada setiap jarak tertentu untuk

mengeluarkan air yang berlebih. Saluran ini dapat berupa saluran terbuka

atau tertutup. Di ujung saluran pelimpah dibangun kolam pengendap.

Kolam ini berfungsi untuk mengendapkan pasir dan menyaring kotoran

sehingga air yang 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

dinamisnya. Pondasi dan dudukan ini diusahakan selurus mungkin, karena

itu perlu dirancang sesuai dengan kondisi tanah.

(3)

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.

Daya poros dari turbin ini harus ditransmisikan ke generator agar dapat

diubah menjadi 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

efsiensinya lebih tinggi. Tetapi sumbu poros harus benar-benar lurus dan

putaran poros generator harus sama dengan kecepatan putar poros

putar poros turbin. Jenis sabuk yang biasa digunakan untuk PLTMH skala

besar adalah jenis fat 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.

(4)

Kapasitas daya yang dibangkitkan PLTMH dapat dihitung dengan

persamaan :

P = 9,8 . Q . Hn . η

dimana

P = daya (Watt)

Q = debit aliran (m3/s)

Hn = beda ketinggian (m)

9,8 = konstanta gravitasi

η = efsiensi keseluruhan

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.

(5)

secara jelas, peny usunan jadwal kegiatan, penghitungan biaya setiap

komponen serta penyiapan pengurus yang akan mengelola PLTMH. Jika

seluruh disain ini telah siap maka pembangunan PLTMH dapat dimulai.

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).

Pembangkit Listrik Tenaga Microhydro (PLTMH) merupakan salah satu

pembangkit alternatif yang sangat ramah dengan lingkungan dan sangat

ekonomis, sangat baik apabila dibangun di daerah-daerah yang belum

bisa merasakan cahaya terang dimalam hari, karena memang yang kita

ketahui bahwa saat ini masih banyak daerah-daerah di Indonesia yang

belum bisa menikmati listrik dari Pemerintah dalam hal ini PLN

(Perusahaan Lilin Negara..ups..maksudnya..Perusahaan Listrik Negara).

Sampai dengan saat ini sudah ada beberapa daerah yang membangun

PLTMH, contohnya PLTMH Banjarmangu Kab. Banjarnegara, PLTMH

santong Lombok Utara, PLTMH Cirompang Kab Garut, dan lain-lain.

Sumber:http://ezkhelenergy.blogspot.com/2013/11/pembangkit-listrik-tenaga-microhydro.html

(6)

Aliran air yang mengalir dari dataran tinggi menuju yang lebih renda memiliki energi potensial yang bisa dimanfaatkan sebagai sebuah sumber energi baru. Dengan strategi perencanaan yang baik untuk pengembangan sumber energi seperti ini pada gilirannya akan dapat dapat mengatasi persoalan krisis energi di berbagai tempat. Namun dikarenakan kurang dalam strategi perencanaan beberapa proyek pengembangan sumber- sumber energi alternatif belum didapat manfaat yang optimal.Seringkalai proyek pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mini-Mikrohidro (PLTMH) terdapat berbagai kendala seperti rendahnya faktor beban, suvei ketersediaan data yang kurang lengkap serta minimnya peran serta masyarakat sekitar, hal ini berakibat manfaat yang diharapakan dari adanya potensi sumber energi terbarukan belum optimal. Oleh karena itu perlu suatu adanya suatu perbaikan.

1.1. LATAR BELAKANG MASALAH

Indonesia memiliki topografi pegunungan yang tersebar hampir di seluruh wilayah. Pada umumnya, pegunungan bertekstur terjal dengan jumlah penduduk yang relatif sedikit. Kondisi ini menghambat pembangunan infrastruktur oleh pemerintah atau swasta, karena biaya dan perawatan tidak berimbang dengan hasil yang didapat. Oleh karena itu,listrik masih menjadi sesuatu yang mahal bagi masyarakat pegunungan

Daerah pegunungan memiliki energi listrik yang besar dalam bentuk air. Sebagian daerah pegunungan terdapat sumber mata air yang mengalir melalui sungai-sungai sepanjang tahun. Aliran sepanjang tahun dan mempunyai ketinggian dapat dimanfaatkan sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro.

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) merupakan teknologi yang handal dan ramah lingkungan. Peralatan yang digunakan relatif sederhana dan mudah dicari. Lahan yang dibutuhkan tidak luas, sehingga tidak perlu membuka hutan untuk membangun instalasinya. Pemasangan peralatan dapat disesuaikan dengan kondisi alam yang ada dan desainnya dapat disesuaikan dengan ketersediaan debit air.

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 ketingglan daerah aliran sampai ke instalasi dikenal dengan istilah head.

(7)

sekarang maka energi aliran air beserta energi perbedaan ketinggiannya dengan daerah tertentu (tempat instalasi akan dibangun) dapat diubah menjadi energi listrik.

1.2 TUJUAN

Tujuan disusunnya makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui prinsip kerja dari PLTMH

2. Mengetahui komponen-komponen PLTMH

3. Mengetahui peralatan kontrol dan pengaman pada PLTMH

1.3 PERUMUSAN MASALAH

Rumusan masalah dari makalah ini adalah :

1. Bagaimana prinsip kerja PLTMH?

2. Apa saja komponen PLTMH?

3. Apa saja peralatan pengaman pada PLTMH?

1.4. BATASA MASALAH

Untuk menghindari pembahasan yang meluas, maka penulis membatasi pembahsan makalah ini dengan hal-hal sebagai berikut:

1. Tidak membahas peralatan jaringan distribusi

2. Tidak membahas peralatan instalasi rumah penduduk

3. Membahas tentang peralatan pengaman pada pembangkit

4. Membahas tentang prinsip kerja PLTMH

5. Membahas tentang komponen-komponen PLTMH

BAB II

PEMBAHASAN

(8)

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) adalah pembangkit listrik berskala kecil (kurang dari 200 kW), yang memanfaatkan tenaga (aliran) air sebagai sumber penghasil energi. PLTMH termasuk sumber energi terbarukan dan layak disebut clean energy karena ramah lingkungan. Dari segi teknologi, PLTMH dipilih karena konstruksinya sederhana,mudah dioperasikan, serta mudah dalam perawatan dan penyediaan suku cadang. Secara ekonomi, biaya operasi dan perawatannya relatif murah, sedangkan biaya inv estasinya cukup bersaing dengan pembangkit listriklain nya. Secara sosial, PLTMH mudah diterima masy arakat luas (bandingkan misalnya Secara ekonomi, biaya operasi dan perawatannya relatif murah, sedangkan biaya inv estasinya cukup bersaing dengan pembangkit listriklainnya Secara social PLTMH mudah diterima masyarakat luas disbanding kan misalnya.. dengan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir). PLTMH biasanya dibuat dalam skala desa di daerah-daerah terpencil yang belum mendapatkan listrik dari PLN. Tenaga air yang digunakan dapat berupa aliran air pada sistem irigasi,sungai yang dibendung atau air terjun.

Pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro pada dasarnya dibangun dalam rangka program Listrik Masuk Desa (LISDES) dengan pemanfaatan sumber tenaga air. Proyek pembangunan ini terutama diarahkan untuk daerah-daerah terpencil yang tidak terjangkau jaringan PLN. Pembangkitan dilakukan dengan memanfaatkan aliran air dari anak-anak sungai yang kecil atau dari saluran irigasi. Salah satu faktor yang menarik dari pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro adalah teknologinya yang relatif sederhana. Namun demikian, apabila studi kelayakan sebelum dilaksanakannya proyek pembangunan ini tidak memadai maka akibatnya operasi pembangkitannya menjadi kurang efisien bahkan tidak dapat beroperasi sama sekali.

Mikrohidro 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 ketiggian tertentu dad 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 ketingglan daerah aliran sampai ke instalasi dikenal dengan istilah head.

(9)

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 Minihidro 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 dari ketinggian tertentu menuju rumah instalasi (rumah turbin). DI rumah instalasi air tersebut akan menumbuk turbin dimana turbin sendiri, dipastikan akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi mekanik berupa berputarnya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian ditransmisikan ke generator dengan mengunakan kopling. Dari generator akan dihaslikan 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 menjadt 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 Mikro Hidro memberikan sebuah alternatif ekonomi ke dalam jaringan. Ini karena Skema Mikro Hidro yang mandiri menghemat biaya dari jaringan transmisi, dan karena skema perluasan jaringan sering memerlukan biaya peralatan dan pegawai yang mahal.

Dalam kontrak, Skema Mikro Hidro dapat didisain dan dibangun oleh pegawai lokal dan organisasi yang lebih kecil dengan mengikuti peraturan yang lebih longgar dan menggunakan teknologi lokal seperti untuk pekerjaan irigasi tradisional atau mesin-mesin buatan lokal. Pendekatan ini dikenal sebagai Pendekatan Lokal.

2.2. PROSPEK

(10)

yang dikeluarkan dengan penerimaan hasil penjualan listrik dari pelanggan. Khusus di daerah Papua, yang dianggap cukup membebani biaya operasinal salah satunya adalah jangkauan jaringan yang tidak efektif, jarak pelanggan yang saling berjauhan, dengan sistim pemukiman yang tersebar. Selain hal tersebut, penyediaan sarana listrik oleh PLN ini masih didominasi oleh bahan bakar minyak (BBM), hal mana dengan harga BBM yang sudah tinggi, ditambah lagi dengan jangkauan lokasi-lokasi pemukiman di pedalaman Papua yang relatif sulit, menyebabkan harga minyak di lokasi kebutuhan biayanya akan melambung. Hal yang sama juga akan terjadi pada pembiayaan pemeliharaan mesin pembangkit.

Kondisi tersebut akan berdampak terhadap tingginya biaya operasional dan tidak seimbang dengan penerimaan yang diperoleh dari pembelian listrik oleh pelanggan. Hal ini akan mengakibatkan PLN sulit berorientasi pada propit, tetapi lebih bersifat pelayanan, sementara persediaan keuangan negara untuk subsidi pun terbatas, sehingga dari segi kualitas, pemadaman bergilir hampir setiap saat dialami pelanggan/masyarakat, demikian pula dari segi kuantitas, masih banyak daerah yang belum dapat dijangkau oleh jaringan listrik PLN. Publikasi BPS melalui data PODES (Potensi Desa), 2003 tercatat sebanyak 3.287 Kampung di Papua, termasuk Papua Barat yang mendapat jaringan listrik hanya sekitar 29 %, sisanya 71 % entah sampai kapan bisa meperoleh pula kesempatan untuk menikmati listrik sebagai barang publik

Dengan perkembangan inovasi PLTA yang terus berproses, baik dari inovasi teknologi maupun inovasi sistimnya, dan melihat secara umum geografi daerah Papua di wilayah Propinsi Papua Barat, dimana tersedia sumberdaya air yang cukup memadai, maka dimungkinkan Pembangkit Lisrtrik Tenaga Mikrohodro (PLTMH) dapat menjadi solusi terhadap keterbatasan suplai listrik di Pulau Papua, termasuk Papua Barat., baik untuk masa sekarang bahkan masa mendatang. Dari sisi pengelolaan PLTMH, dengan item-item pengoperasian serta pemeliharaannya yang relatif sederhana, maka dimungkinkan pula masyarakat dapat membentuk suatu wadah untuk menangani langsung pengelolaannya. Ini pun setidaknya menjadi akses menciptakan rasa memiliki dari masyarakat dan membangun modal sosial masyarakat.

(11)

Disamping itu pemerintah mempunyai program untuk meningkatkan rasio elektrifikasi. Rasio elektrifikasi merupakan jumlah orang sudah menggunakan tenaga listrik dibandingkan dengan total jumlah penduduk. Rasio elektrifikasi pada tahun2004 baru mencapai 54,8% dan di tahun 2010 diharapkan naik menjadi 70%. Tahun2004 angka rasio elektrifikasi tertinggi adalah di wilayah Jawa dan Bali yang mencapai 59,4%, disusul Sumatera 53,1%,Sulawesi 47,2%, Kalimantan 46,6% dan wilayah lainnya hanya mencapai 33%.

Apabila dibandingkan dengan negara-negara lain, angka rasio elektrifikasi di Indonesia masih jauh ketinggalan, misal nya dengan Armenia, Azerbaijan, Brunai Darussalam, Iran, China dan Singapura,yang sudah mencapai 100%. Untuk meningkatkan rasio ini dibutuhkan penambahan pembangkit dalam jumlah yang besar sehingga dibutuhkan dana untuk investasi yang besar. Oleh karena itu dibutuhkan terobosan baru guna merangsang investor untuk mengembangkan PLTM maupun PLTMH sebagai opsi alternatif dalam meningkatkan rasio elektrifikasi.

2.3. KEADAAN LINGKUNGAN

Dalam rangka pemenuhan kebutuhan energi daerah diperlukan upaya sebesar-besarnya penciptaan sumber energi yang dapat dikembangkan di daerah yang bersangkutan, misal energi terbarukan ramah lingkungan antara lain tenaga panas bumi, tenaga surya, tenaga angin, tenaga gelombang laut, bio massa dan pembangkit tenaga air. Disamping itu juga sumber enegi tak terbarukan dari fosil, misalnya tenaga batu bara, minyak dll. Untuk pengembangan energi tak terbarukan atau tidak ramah lingkungan ini, perlu kajian-kajian mendalam tentang dampak lingkungan akan muncul secara serius.

Salah satu sumber energi yang sangat cocok di Indonesia yang akan dibahas lebih jauh dalam tulisan ini adalah Pembangkit Listrik Tenga Mikrohidro (PTMH). PLTMH adalah salah satu Pembangkit Lidtrik Tenaga Air (PLTA) low head dengan kapasitas kurang dari 500 Kilo Watt (KW). Potensi total PLTMH di Indonesia tahun 2002 adalah sebesar 500 Mega Watt (MW), yang sudah dimanfaatkan baru 21 MW. Potensi tersebut sebenarnya masih akan meningkat sejalan dengan intensitas studi potensi yang dilakukan untuk menemukan lokasi-lokasi baru. Jika potensi PLTMH dapat di kembangkan maka paling tidak 12.000 MWh (Mega Watt hour) atau sebesar 14 % dari kebutuhan energi total Indonesia tahun 2005 dapat disumbang dari PLTMH. Jika studi potensi PLTMH dapat diintensifkan, maka prosentase sumbangan PLTMH terhadap kebutuhan energi nasional meningkat juga.

(12)

yang terspusat. Disamping itu PLTMH dapat dimanfaatkan untuk daerah-daerah terpencil yang sama sekali belum mendapat pasokan listrik. Sehingga dengan mengembangkan PLTMH pemerataan kesempatan untuk mendapatkan kue pembangunan dan Informasi lebih cepat tercapai.

PLTMH dipilih karena disamping ramah lingkungan (tidak mengeluarkan emisi) juga secara teknologi dan investasi dapat dijangkau oleh setiap pemerintah provinsi dan kabupaten di Indonesia dan hasil energinya dapat segera dinikmati masyarakat.

Teknologi PLTMH dapat dikatakan sederhana. Jika terdapat beda tinggi air di suatu wilayah atau alur sungai, baik berupa terjunan, alur sungai yang curam atau aliran air sungai yang bisa dibendung, maka disitu dapat dibangun PLTMH. Besar kecilnya tenaga listrik yang dihasilkan tergantung debit air dan beda tinggi (head) yang ada. Misal untuk debit 0,5 m3/dt (misal sungai kecil) dengan beda tinggi 8 m dan efisiensi 60%, dapat dibangkitkan sekitar 24.000 Watt listrik. Listrik 24.000 Watt ini dapat dipakai mengaliri 240 rumah penduduk dengan tiap rumah 100 Watt secara terus-nenerus (24 jam). Listrik tersebut dapat dipakai untuk industri kecil sebanyak 24 unit dan tiap unit mendapat 1000 Watt dalam 24 jam menyala terus menerus. Jika dilengkapi dengan komponen penyimpanan energi misal Accumulator (Accu) atau alat lain yang sejenis, maka energi dari PLTMH ini menjadi sangat efektif. Kelebihan lain PLTMH adalah karena suplai listrik terus-menerus (24 jam), pada malam hari dapat dipakai sebagai penerangan jalan, pemukiman dan perkantoran dan pada siang hari disalurkan utuk pengembangan industri kecil dan menengah di daerah yang bersangkutan atau untuk kebutuhan lainnya.

Komponen-komponen PLTMH, seperti komponen mechanical work seperti turbin (misal tipe Cross flow dan open flume tipe Kaplan) dan sistem kontrol turbin (control system) umumnya sudah dapat dibuat oleh pabrik-pabrik manufaktur skala kecil yang ada di Indonesia maupun bengkel perorangan dan beberapa Perguruan Tinggi. Sedangkan komponen generator pembangkitnya dapat dibeli di pasaran dengan mudah. Komponen bangunan sipil (civil work) umunya mudah dikuasai para konsultan dan kontraktor sipil, termasuk juga masyarakat dengan fasilitasi tenaga ahli.

(13)

kemajuan masyarakat akibat dari energi dan penerangan yang masuk di daerah tersebut diperhitungkan secara integral, maka keuntungan dengan adanya PLTMH tersebut akan sangat tinggi.

PLTMH untuk daerah-daerah yang sudah terdapat jaringan PLN, dapat digunakan sebagai pemasok energi untuk industri, baik menengah maupun industri kecil yang ada. Disamping itu berdasarkan Kepmen no. 1122/K/30/MEM/2002, PLTMH dapat menjual energi bangkitannya langsung kepada PLN melalui interkoneksi ke jaringan PLN. Dalam Kepmen tersebut ditegaskan bahwa PLN punya kewajiban untuk membeli listrik dari PLTMH yang menjual energi bangkitannya. Harga beli PLN untuk per KWh listrik tegangan menengah dan rendah masing-masing sebesar 80 % dan 60% dari Harga Pokok Penjualan (HPP). Kepmen ini merupakan langkah maju dalam desentralisasi penyediaan energi listrik, namun perlu diadakan perubahan sehingga harga listrik dari PLTMH minimal sama dengan HPP. Hal ini mengingat PLTMH merupakan pembangkit listrik terbarukan yang ramah lingkungan, sehingga harus mendapatkan perlakuan lebih baik dari pembangkit listrik dibandingakan dengan pembangkit listrik yang berbahan bakar fosil.

(14)

2.4. CARA KERJA PLTMH 2.4.1 Kontruksi PLTMH

PLMH mempunyai beberapa bagian penting yang mendukung kemampuan kerjanya. Subsistem PLMH adalah sebagai berikut :

o Saluran Pemasukan (Intake) Terletak di bawah torn air.

Saluran Pembawa (Headrace)

Saluran ini berfungsi membawa air dari saluran pemasukan (Intake) kearah pipa pesat.

o Pipa Pesat (Penstock)

Pipa ini berguna untuk membawa air jatuh ke arah mesin Turbin. Di samping itu, pipa pesat juga mempertahankan tekanan air jatuh sehingga energi di dalam gerakan air tidak terbuang. Air di dalam pipa pesat tidak boleh bocor karena mengakibatkan hilangnya tekanan air.

o Rumah Pembangkit (Power House)

Bagian ini berfungsi sebagai rumah tempat semua peralatan mekanik dan elektrik PLMH. Peralatan mekanik seperti Turbin dan Generator berada dalam Rumah Pembangkit, dan juga kontroler.

o Mesin PLTMH atau Turbin

Subsistem ini berfungsi mengubah energi air menjadi energi mekanik berupa tenaga putar/gerak. Turbin termasuk alat mekanik. Turbin dengan bantuan sabuk pemutar memutar Generator (dinamo besar penghasil listrik) untuk mengubah tenaga putar/ gerak menjadi listrik. Generator termasuk alat mekanik.

o Panel atau Peralatan Pengontrol Listrik

Peralatan ini biasanya berbentuk kotak yang ditempel di dinding. Berisi peralatan elektronik untuk mengatur listrik yang dihasilkan Generator. Panel termasuk alat elektrik.

o Jaringan Kabel Listrik

Bagian ini berfungsi menyalurkan listrik dari rumah pembangkit ke pemakai.

2.4.2 Cara Kerja

(15)

o Air (sumber energi),

o Turbin dan

o Generator.

PLT Mikrohidro pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air saluran irigasi, sungai atau air terjun. Aliran airini akan memutar poros turbin sehingga menghasilkan energi mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator dan menghasilkan listrik.

PLTMH perlu diawali dengan pembangunan bendungan untuk mengatur aliran air yang akan dimanfaatkan sebagai tenaga penggerak PLTMH. Bendungan ini dapat berupa bendungan beton atau bendungan beronjong. Bendungan perlu dilengkapi dengan pintu air dan saringan sampah untuk mencegah masuknya kotoran atau endapan lumpur. Bendungan sebaiknya dibangun pada dasar sungai yang stabil dan aman terhadap banjir. Di dekat bendungan dibangun bangunan pengambilan (intake). Kemudian dilanjutkan dengan pembuatan saluran penghantar yang ber fungsi mengalirkan air dari intake. Saluran ini dilengkapi dengan saluran pelimpah pada setiap jarak tertentu untuk mengeluarkan air yang berlebih.

Saluran ini dapat berupa saluran terbuka atau tertutup. Di ujung saluran pelimpah dibangun kolam pengendap. Kolam ini berfungsi untuk mengendapkan pasir dan menyaring kotoran sehingga air yang masuk keturbin relatif bersih. Saluran ini dibuat dengan memperdalam dan memperlebar saluran penghantar dan menambahnya dengan saluran penguras. Kolam penenang (forebay) juga dibangun untuk menenangkan aliran air yang akan masuk ke turbin dan mengarahkannya masuk ke pipa pesat (penstok). Saluran ini dibuat dengan konstruksi beton dan berjarak sedekat mungkin ke rumah turbin untuk menghemat pipa pesat.

Pipa pesat berfungsi mengalirkan air sebelum masuk keturbin. Dalam pipa ini, energi potensial air di kolam penenang diubah menjadi energi kinetik yang akan memutar roda turbin. Biasanya terbuat dari pipa baja yang dirol, lalu dilas. Untuk sambungan antar pipa digunakan flens. Pipa ini harus didukung oleh pondasi y ang mampu menahan beban statis dan dinamisnya. Pondasi dan dudukan ini diusahakan selurus mungkin, karena itu perlu dirancang sesuai dengan kondisi tanah.

(16)

(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 kinetic yang akan memutar poros turbin. Energi yang timbul akibat putaran poros kemudian ditransmisikan ke generator.Seluruh sistem ini harus balance. Turbin perlu dilengkapi casing yang berf ungsi mengarahkan air kerunner. 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. Daya poros dari turbin ini harus ditransmisikan kegenerator agar dapat diubah menjadi 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), langsung, yaitu menggunakan sabuk atau belt untukmemindahkan 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 ketidak lurusan sumbu dapat diatasi dengan bantuan kopling fleksibel. Gearbox dapat digunakan untukmengoreksi 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 iniadalah pulley, bantalan dan kopling. Listrik yang dihasilkan oleh generator dapat langsung ditransmisikanl ewat kabel pada tiang-tiang listrik menuju rumah konsumen.

3. Indonesia memiliki potensi energi air yang besar 4. Jumlah sumberdaya manusia yang banyak

5. Indonesia telah mampu membuat turbin air sendiri

6. Telah ada pabrikan mikrohidro di beberapa wilayah Indonesia

(17)

8. Lokasi sumber daya air untuk PLTM dan PLTMH pada umumnya berada diwilayah pedesaan dan desa terpencil yang belum terjangkau jaringan listrik,

9. Penggunaan energi konvensional, seperti batubara untuk pembangkit listrik di wilayah ini akan memerlukan biaya yang tinggi karena adanya tambahan biaya transportasi bahan. 10. Mengurangi ketergantungan pada penggunanan bahan bakar fosil, dan

11. Meningkatkan kegiatan perekonomian sehingga diharapkan dapat menambah penghasilan masyarakat.

12. Menjadi energi alternatif pengganti listrik untuk penerangan di desa-desa terpencil yang tidak tersentuh jaringan PLN.

13. Penerima manfaat (penduduk desa) yang langsung merasakan manfaat dari potensi air tentunya akan berupaya untuk menjaga ketersediaan air sepanjang tahun dengan jalan melestarikan kawasan hutan sebagai kawasan penyangga air di sepanjang Daerah Aliran Sungai (DAS) yang dimanfaatkan. Di beberapa Desa yang telah membangun PLTMH biasanya membuat Hukum Adat untuk menjaga kelestarian hutan yang diperkuat dengan Perdes perlindungan hutan sebagai kawasan penyangga air. Juga berarti menjaga fungsi hutan dalam menyediakan sumber daya air, energi, penyedia oksigen, penyaring karbon dan konservasi keanekaragaman hayati.

14. PLTMH menggantikan penggunaan mesin genset diesel. Dapat mengurangi emisi karbon akibat pembakaran bahan bakar fosil solar. Dalam satu desa biasanya didapati sekurang-kurangnya 10 (sepuluh) buah mesin genset diesel.

15. Digantikannya peran mesin genset diesel dengan PLTMH sekaligus merupakan penghematan pemakaian BBM solar yang cukup besar. Sehingga dana yang sedianya untuk membeli solar dan biaya operasional genset dapat dialokasikan untuk kebutuhan lain, seperti pendidikan, kesehatan atau kebutuhan ekonomi lainnya.

16. Penguatan kelembagaan kelompok pengelola listrik desa dan kelompok pelestarian PLTMH yang berkelanjutan.

17. PLTMH yang dikelola dengan baik dapat menjadi sumber PADes (Pendapatan Asli Desa).

2.5.2 Kerugian

Beberapa kerugian dalam pembangunan PLTMH diantaranya adalah:

1. Tidak semua aliran air dapat digunakan untuk pembangunan PLTMH. Faktor debit aliran sangat menentukan.

(18)

5. Biaya perijinan sebagai syarat untuk memperoleh Power Purchase Agreement (PAA) dalam membangun PLTMH juga masih relatif tinggi. Padahal PPA merupakan syarat untuk memperoleh kredit dari Perbankan

6. Kemampuan teknisi lokal yang masih terbatas dan sering menimbulkan kesalahan yang fatal

BAB IV PENUTUP 3.1 Kesimpulan

Penggunaan energi mikrohidro juga dapat digunakan sebagai salah satu alternatif energi untuk daerah pedesaan karena ramah lingkungan karena tidak mengunakan BBM, sehingga harga jual listriknya bisa lebih kompetitif dan murah. Walaupun daya yang dihasilkan PLTMH berkisar antara 10-500 KW akan tetapi sangat membantu masyarakat yang belum mendapatkan listrik dari PLN. Pertimbangan mengapa PLN belum dapat memberikan listrik pada daerah-daerah pedesaan mungkin dikarenakan faktor ekonomis, teknis dan lain-lain.

Selain itu keuntungan dengan penggunaan PLTMH adalah pembangkit listrik ini tidak rumit dalam pembuatannya, harganya yang relatif murah dan yang tidak kalah penting kita sudah memiliki SDM kompeten dibidang tersebut. Dari keuntungan-keuntungan tersebut sangatlah tidak logis apabila pemerintah daerah tidak mempertimbangkan alternatif energi PLTMH ini. Yang juga patut untuk diperhatikan adalah dampak lain yang akan timbul sangatlah besar yaitu tumbuhnya perekonomian di pedesaan dan masyarakat akan semakin peduli terhadap kelestarian sumber daya hutan sebagai sumber air dan masyarakat akan termotivasi untuk memelihara hutan dan vegetasi pohon disekitar mata air serta mencegah pembakaran hutan.

3.2. Saran

PLTMH sangat cocok di tempatkan pada daerah terpencil yang tidak di jangkau oleh jaringan listrik PLN

Sumber: https://elektrounimal2011.wordpress.com/2013/01/07/pembangkit-listrik-tenaga-mikro-hidro/

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO

1. Pendahuluan

(19)

dihasilkan PLN digunakan untuk kepentingan umum diantaranya untuk

perumahan-perumahan, industri, penerangan jalan atau umum, dll.

Akan tetapi peran PLN belum dapat dinikmati oleh sebagian masyarakat terutama

pada daerah yang terpencil. Sebagai contoh faktor kondisi jalan yang sulit dijangkau oleh

peralatan berat dan kondisi perumahan penduduk tersebut tidak membentuk sebuah desa

(terpencar).

Dengan pembahasan ini penulis bermaksud memberikan solusi tentang keterbatasan

jangkauan PLN untuk memasok energi listrik terhadap daerah terpencil. Solusi yang akan

penulis jelesakan adalah Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH). Perlatan yang

digunakan untuk membuat PLTMH ini sangat mudah dicari, murah, dan dapat dirancang oleh

siapapun. Salah satunya menggunakan torn air berukuran sedang, pipa paralon, dan turbin air

yang tidak membutuhkan putaran yang sangat tinggi.

2. Tujuan.



Untuk memenuhi salah satu nilai dalam mata kuliah Thermodinamika II.



Membuat PLTMH didaerah yang belum terjangkau PLN, dengan maksud membantu

masyarakat tersebut untuk dapat menikmati listrik. Dengan biaya yang relatif murah.

3. Teori

3.1 Teori Penunjang



Pengertian Mikro Hidro

Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang

menggunakan energi air. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya

(resources) penghasil listrik memiliki kapasitas aliran dan ketiggian tertentu dari instalasi.

Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar

energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.

Berdasarkan output yang dihasilkan, pembangkit listrik tenaga air dibedakan atas:

1. Large-hydro : lebih dari 100 MW

2. Medium-hydro : antara 15 – 100 MW

3. Small-hydro : antara 1 – 15 MW

4. Mini-hydro : Daya diatas 100 kW, dibawah 1 MW

(20)

6. Pico-hydro : daya yang dikeluarkan berkisar ratusan watt sampai 5 kW

Pembangkit listrik mikrohidro adalah suatu pembangkit yang dapat menghasilkan

energi listrik sampai dengan 100 KW sedangkan untuk pembangkit listrik yang dapat

menghasilkan energi listrik sebesar 100 KW – 5 MW didefinisikan sebagai pembangkit

listrik.

Secara teknis, PLMH memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi), turbin

dan generator. Air yang mengalir dengan kapasitas tertentu disalurkan dari ketinggian

tertentu menuju rumah instalasi (rumah turbin). Di rumah instalasi, air tersebut akan

menumbuk turbin yang akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi

mekanik berupa berputarnya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian

ditransmisikan 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).

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 PLMH memberikan sebuah

alternatif ekonomi ke dalam jaringan. Hal ini dikarenakan skema PLMH yang mandiri

menghemat biaya dari jaringan transmisi, dan skema perluasan jaringan sering memerlukan

biaya peralatan dan pegawai yang mahal. Skema PLMH dapat didesain dan dibangun oleh

pegawai lokal dan organisasi yang lebih kecil dengan mengikuti peraturan yang lebih longgar

dan menggunakan teknologi lokal seperti untuk pekerjaan irigasi tradisional atau

mesin-mesin buatan lokal. Pendekatan ini dikenal sebagai Pendekatan Lokal.

Persamaan konversi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut :

Daya yang masuk = Daya yang keluar + Kehilangan (Loss)

atau

Daya yang keluar = Daya yang masuk × Efisiensi konversi

Persamaan di atas biasanya digunakan untuk menggambarkan perbedaan yang kecil.

Daya yang masuk, atau total daya yang diserap oleh skema hidro, adalah daya kotor, P

gross

.

Daya yang manfaatnya dikirim adalah daya bersih, P

net

. Jika efisiensi dari skema tersebut

(21)

Daya kotor adalah head kotor (H

gross

) yang dikalikan dengan debit air (Q) dan juga

dikalikan dengan sebuah faktor g, dimana g = 9,8 m/s

2

_{, sehingga persamaan dasar dari}

pembangkit listrik adalah :

P

net

= g ×H

gross

× Q ×E

o

kW

dengan head dalam meter, dan debit air dalam meter kubik per detik dan nilai E

o

merupakan

fungsi dari konstruksi sipil, penstock, turbin, generator, sistem kontrol, jaringan, dan trafo

dan dapat dinyatakan secara matematis sebagai perkalian dari E(konstruksi

sipil) × E(penstock) × E(turbin)Nilai tipikal dari parameter tersebut diberikan pada tablel 1.

Tabel 1. Nilai tipikal parameter E

o

E(turbin)

0.70 ~ 0.85

tergantung pada tipe turbin

E(generator)

0.80 ~ 0.95

tergantung pada kapasistas

generator

E(sistem

kontrol)

0.97 E(jaringan)

0.90 ~ 0.98

tergantung pada panjang

jaringan

E(trafo)

0.98 E(konstruksi sipil) dan E(penstock) adalah yang biasa diperhitungkan sebagaiHead

Loss (H

loss

). Dalam kasus ini, persamaan diatas diubah menjadi :

P

net

= g ×(H

gross

-H

loss

) ×Q ×(E

o

– E(konstruksi sipil) – E(penstock ) kW

Persamaan sederhana ini menjadi inti dari semua desain pekerjaan pembangkit listrik.

(22)

Saluran ini berfungsi membawa air dari saluran pemasukan (Intake) kearah pipa pesat.



Pipa Pesat (Penstock)

Pipa ini berguna untuk membawa air jatuh ke arah mesin Turbin. Di samping itu, pipa pesat

juga mempertahankan tekanan air jatuh sehingga energi di dalam gerakan air tidak terbuang.

Air di dalam pipa pesat tidak boleh bocor karena mengakibatkan hilangnya tekanan air.



Rumah Pembangkit (Power House)

Bagian ini berfungsi sebagai rumah tempat semua peralatan mekanik dan elektrik PLMH.

Peralatan mekanik seperti Turbin dan Generator berada dalam Rumah Pembangkit, dan juga

kontroler.



Mesin PLTMH atau Turbin

Subsistem ini berfungsi mengubah energi air menjadi energi mekanik berupa tenaga

putar/gerak. Turbin termasuk alat mekanik. Turbin dengan bantuan sabuk pemutar

memutar Generator (dinamo besar penghasil listrik) untuk mengubah tenaga putar/ gerak

menjadi listrik. Generator termasuk alat mekanik.



Panel atau Peralatan Pengontrol Listrik

Peralatan ini biasanya berbentuk kotak yang ditempel di dinding. Berisi peralatan elektronik

untuk mengatur listrik yang dihasilkan Generator. Panel termasuk alat elektrik.



Jaringan Kabel Listrik

Bagian ini berfungsi menyalurkan listrik dari rumah pembangkit ke pemakai.

3. 3 Pemilihan Turbin

Turbin air berperan untuk mengubah energi air (energi potensial, tekanan dan energi

kinetik) menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros. Putaran poros turbin ini akan

diubah oleh generator menjadi energi listrik.



Prinsi kerja Turbin Impuls

(23)

Turbin yang kita gunakan adalah tipe turbin impuls Low head power

plant. Tujuannya memfokuskan ketika air menghantam dan memutarkan turbin, selain itu

air yang tersisa pada sendok turbin dapat memberi beban pada turbin untuk membantu

putaran tersebut semakin kencang,

4. Cara Kerja

4.1 Prinsip kerja Mikro hidro

Mikrohidro mendapatkan energi dari aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian

tertentu. Energi tersebut dimanfaatkan untuk memutar turbin yang dihubungkan dengan

generator listrik. Mikrohidro bisa memanfaatkan ketinggian air yang tidak terlalu tinggi,

misalnya dengan ketingian 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.

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 akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi

mekanik berupa berputarnya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian

ditransmisikan 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.

4.2 Langkah kerja

1. Langkah pertama terlebih dahulu mengisi air pada torn air, dan tutup dengan rapat agar

kedap udara.

2. Setelah terisi penuh buka valve pada pipa penyalur, tujuannya untuk mengatur laju air yang

akan memutar turbin mini.

3. Turbin mini tersebut berputar, dan merubah energi air (energi potensial, tekanan dan energi

(24)

4. Setelah air memutar turbin, lalu ditampung pada torn penampungan, tujuannya agar air

tersebut dapat bersirkulasi.

5. Pompa akan menyedot air yang ada di torn penampungan menuju torn air yang letaknya

berada di atas. Pompa tesebut dapat bekerja karena memanfaatkan putaran yang terjadi pada

turbin, tantunya dengan perbandingan puli tujuanya meringankan kerja turbin agar tetap

berputar.

6. Sistem cara kerja PLTMH ini adalah pemanfaatan sirkulasi air, tujuan sirkulasi adalah

penghematan air dan energi.

5. Hasil Kerja

5.1 Daya yang dihasilkan pada Mikro Hidro

Besarnya tenaga air yang tersedia dari suatu sumber air bergantung pada besarnya

head dan debit air. Dalam hubungan dengan reservoir air maka head adalah beda ketinggian

antara muka air pada reservoir dengan muka air keluar dari kincir air/turbin air. Total energi

yang tersedia dari suatu reservoir air adalah merupakan energi potensial air yaitu :

E = m.g.h

dimana,

m = massa air (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s

2

₎

h = head/ketinggian air (m)

Daya tiap satuan waktu (E/t), sehingga persamaan merupakan energi diatas dapat

dinyatakan sebagai:

P = E/t = (m/t)gh

Karena (m/t) = ρQ maka,

P = ρQgh

dimana,

P = daya (watt)

ρ = massa jenis air (kg/m

3

₎

Q = debit air (m

3

_/s)

5.2 Pemanfaatan Energi

1. Energi listrik yang dihasilkan cukup untuk memnuhi kebutuhan sehari-hari.

(25)

3. Membantu masyarakat untuk mandiri dalam hal ini.

5.3 Hasil Analisis

Hasil yang diinginkan pada pembahasan ini adalah 400 W dengan ketinggian torn

adalah 2,5 m.

P = ρQgh

Dimana :

P = daya (watt)

ρ = massa jenis air (kg/m

3

₎

Q = debit air (m

3

_/s)

h = ketinggian (m)

g = gravitasi (m/s

2

₎

Dik : P = 400 W

ρ = 1000 kg/m

3

_{g = 9,81 m/s}

2

h = 2,5 m

Dit : Q ?

Jawab

P = ρQgh

Q = P/(ρgh)

= 400/(1000 . 9,81 . 2,5)

= 0,01631 m

3

_/s



Jadi untuk menghasilkan 400 W debit air yang dibutuhkan adalah

0,01631 m

3

_/s.

6. Kesimpulan



Tidak memerlukan bahan bakar dan sedikit perawatan, sehingga biaya untuk menjalankan

PLTMH ini rendah, dan pada banyak kasus, membawa keuntungan bagi ekonomi lokal.



Merupakan teknologi yang tahan lama dan kokoh.



Pembuatannya relatif mudah, sehingga dapat dibuat oleh setiap orang.



Hasil yang didapat adalah 400 W dan itu sesuai dengan yang diinginkan, jadi dengan ketinggian

(26)

Sumber : http://iskandardotmansyur.blogspot.com/2011/04/pltmh.html

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)

A. Pengertian Mikrohidro

Pembangkitan listrik mikrohidro adalah pembangkitan listrik dihasilkan oleh generator listrik DC atau AC. Mikrohidro berasal dari kata micro yang berarti kecil dan hydro artinya air, arti keseluruhan adalah pembangkitan listrik daya kecil yang digerakkan oleh tenaga air. Tenaga air besaral dari aliran sungai kecil atau danau yang dibendung dan kemudian dari ketinggian tertentu dan memiliki debit yang sesuai akan menggerakkan turbin yang dihubungkan dengan generator listrik.

Generator yang digunakan untuk mikrohidro dirancang mudah untuk dioperasikan dan dipelihara, didesain menunjang keselamatan, tetapi peralatan dari listrik akan menjadi berbahaya bila tidak digunakan dengan baik. Beberapa point dari pedoman ini, instruksinya menunjukan hal yang wajib diperhatikan dan harus diikuti seperti ditunjukkan berikut ini.

B. Prinsip Kerja PLT Mikrohidro

Pembangkit tenaga listrik mikrohidro pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air irigasi, sungai atau air terjun. Aliran air ini akan memutar poros turbin sehingga menghasilkan energi mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator dan menghasilkan energi listrik.

C. Konversi Energi PLTMH

(27)

D. Bagian-bagian PLT Mikro Hidro

1. Waduk (reservoir)

Waduk adalah danau yang dibuat untuk membandung sungai untuk memperoleh air sebanyak mungkin sehingga mencapai elevasi.

2. Bendungan (dam)

(28)

3. Saringan (Sand trap)

Saringan ini dipasang didepan pintu pengambilan air, berguna untuk menyaring kotoran – kotoran atau sampah yang terbawa sehingga air menjadi bersih dan tidak mengganggu operasi mesin PLTMH.

4. Pintu pengambilan air (Intake)

(29)

5. Pipa pesat (penstok)

Fungsinya untuk mengalirkan air dari saluran pnghantar atau kolam tando menuju turbin. Pipa pesat mempunyai posisi kemiringan yang tajam dengan maksud agar diperoleh kecepatan dan tekanan air yang tinggi untuk memutar turbin. Konstruksinya harus diperhitungkan agar dapat menerima tekanan besar yang timbul termasuk tekanan dari pukulan air. Pipa pesat merupakan bagian yang cukup mahal, untuk itu pemilihan pipa yang tepat sangat penting.

6. Katub utama (main value atau inlet value)

Katub utama dipasang didepan turbin berfungsi untuk membuka aliran air, Menstart turbin atau menutup aliran (menghentikan turbin). Katup utama ditutup saat perbaikan turbin atau perbaikan mesin dalam rumah pembangkit. Pengaturan tekanan air pada katup utama digunakan pompa hidrolik.

7. Power House

Gedung Sentral merupakan tempat instalasi turbin air,generator, peralatan Bantu, ruang pemasangan, ruang pemeliharaan dan ruang control.

Beberapa instalasi PLTMH dalam rumah pembangkit adalah :

(30)

b. Generator, generator yang digunakan adalah generator pembangkit listrik AC. Untuk memilih kemampuan generator dalam menghasilkan energi listrik disesuaikan dengan perhitungan daya dari data hasil survei. Kemampuan generator dalam menghasilkan listrik biasanya dinyatakan dalam VoltAmpere (VA) atau dalam kilo volt Ampere (kVA).

c. Penghubung turbin dengan generator, penghubung turbin dengan generator atau sistem transmisi energi ekanik ini dapat digunakan sabuk atau puli, roda gerigi atau dihubungkan langsung pada porosnya.

1) Sabuk atau puli digunakan jika putaran per menit (rpm) turbin belum memenuhi putaran rotor pada generator, jadi puli berfungsi untuk menurunkan atau menaikan rpm motor generator.

2) Roda gerigi mempunyai sifat yang sama dengan puli

(31)

E. Perhitungan Teknis

Potensi daya mikrohidro dapat dihitung dengan persamaan daya:

(P) = 9.8 x Q x Hn x ŋ;

di mana:

P = Daya (kW)

Q = debit aliran (m/s)

Hn = Head net (m)

9.8 = konstanta gravitasi

ŋ = efisiensi keseluruhan.

Misalnya, diketahui data di suatu lokasi adalah sebagai berikut:

Q = 300 m3/s2, Hn = 12 m dan h = 0.5. Maka,

besarnya potensi day a (P) adalah:

P = 9.8 x Q x Hn x h

= 9.8 x 300 x 12 x 0.5

= 17 640 W

= 17.64 kW

(32)

C. Prinsip Kerja PLTMH

PLTMH pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah air yang jatuh

( debit ) perdetik yang ada pada saluran air/air terjun. Energi ini selanjutnya menggerakkan

turbin, kemudian turbin kita hubungkan dengan generator untuk menghasilkan listrik.

Hubungan antara turbin dengan generator dapat menggunakan jenis sambungan sabuk (

belt

)

ataupun sistem

gear box

. Jenis sabuk yang biasa digunakan untuk PLTMH skala besar

adalah jenis

flat belt

sedangkan

V-belt

digunakan untuk skala di bawah 20 kW.

Selanjutnya listrik yang dihasilkan oleh generator ini dialirkan ke rumah-rumah dengan

memasang pengaman ( sekring ). Yang perlu diperhatikan dalam merancang sebuah PLTMH

adalah menyesuaikan antara debit air yang tersedia dengan besarnya generator yang

digunakan. Jangan sampai generator yang dipakai terlalu besar atau terlalu kecil dari debit air

yang ada. Potensi daya mikrohidro dapat dihitung dengan persamaan :

Daya ( P ) = 9,8 x Q x Hn x h ;

dimana :

Q = debit aliran ( m

3

_{/s ),}

Hn = Head net/ tinggi jatuh

air ( m ); 9,8= konstanta gravitasi bumi,

h = efisiensi keseluruhan. Misalnya

diketahui data di suatu lokasi adalah sebagai berikut :

Q = 100 m

3

_/s,

Hn = 2 m dan h = 0,5.

Maka besarnya potensi daya ( P ) adalah

:

P = 9,8 x Q x Hn x h

P = 9,8 x 100 x 2 x 0,5 = 980 watt

. Perhitungan

Ekonomis

Pembangunan

PLT

Mikrohidro

(33)

fasilitas elektrik dan mekanik serta biay a sistem pendukung lain. Komponen biaya

operasional y aitu: biaya perawatan, biaya penggantian suku cadang, biaya tenaga kerja

(operator) serta biaya lain y ang digunakan selama pemakaian. Contoh perhitungan harga

listrik per kWh dari PLT Mikrohidro adalah sebagai berikut.

Misalkan, untukmembangun suatu PLTMH

dengan kapasitas terpasang 1kW, dibutuhkan biay a awal Rp 4 juta. Umur pakaimikrohidro

yang dirancang adalah 10 tahun dengan biaya operasional Rp. 1 Jut/tahun. Sehingga total

biayanya menjadi Rp. 10 Juta. Maka, biaya rata-rata (Rp) per hari adalah:

Rp/hari = biaya awal + biaya operasional .umur pakai(tahun) x jumlah hari/tahun

= Rp 4 juta + Rp 10 juta .10 tahun x 365 hari/tahun

= Rp 3836/hari

Biaya (harga) per kWh ditentukan oleh biay a rata-rata perhari dan besarny a energi listrik

yang dihasilkan per hari (kWh/hari). Energi per hari ini ditentukan oleh besarnya daya

terpasang serta f aktor daya1 . Jika diasumsikanfaktor daya besarnya 12, maka harga energi

listrik per kWh2 adalah:

Harga/kWh= Biaya/hari .Energi listrik yang dihasilkan (kWh/hari)

= Biaya/hari.Daya terpasang (kW) x f aktor daya

= Rp 3836/hari .1 kW x 12 (jam/hari)

= Rp 320/kWh

Jika seluruh disain ini telah siap maka pembangunan PLTMikrohidro dapat dimulai.

1. Faktor daya adalah jumlah waktu (jam) efektif di mana PLTMikrohidro menghasilkan energi

listrik dalam satu hari(satuannya: jam/hari). Nilai faktor daya dipengaruhi olehkarakteristik

(fluktuasi) aliran air di mana PLTM dibangun.

2. Bandingkan dengan harga listrik PLN (skala rumah tangga)yang berlaku saat ini, yaitu: Rp

96.5/kWh sampai Rp147.0/kWh untuk rumah tangga skala menengah.

(34)

a. Pembuatan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) sebagai Sumber Energi Listrik

Mandiri di daerah terpencil yaitu Desa Karangsewu Kecamatan Cisewu Kabupaten Garut

Jawa Barat telah berhasil dengan baik. Untuk mebangkitkan Potensi Daya Listrik, Rencana

PLTMH Karangsewu akan menggunakan penstock sepanjang 140 m. Intake saluran ini

terletak pada sisi kanan Sungai Ciawi dilihat dari arah aliran Sungai.

b. Daya listrik yang dapat dibangkitkan PLTMH Karangsewu dengan debit 150 l/dtk dan head

14 m yaitu sebesar 12 kW, menggunakan turbin jenis Cross flow

c. Jaringan listrik Desa Karangsewu yang terpasang tiang listrik yaitu sebanyak 40 buah dengan

jangkauan wilayah radius " 250 m yang diukur dengan GPS.

d. Pemasangan instalasi listrik diutamakan pada pusat desa yang menjangkau "100 bangunan

terdiri dari Instalasi listrik rumah warga, fasilitas Umum dan fasilitas Sosial.

e. Pemasangan Jaringan dan instalasi listrik rumah warga, fasilitas Umum dan fasilitas sosial

baru dipasang pada Kampung Cibadak,Cipongpok, Pasirhuni dan Cisalada.

f.

Untuk menjadikan PLTMH ekonomis dan berkelanjutan perlu diperhatikan faktor-faktor

berikut :



Perencanaan yang menyangkut pemilihan teknologi harus didukung oleh data yang kongkrit,

cukup dan dapat diandalkan.

 Peningkatan faktor beban dengan memanfaatkan listrik untuk kegiatan produktif pada siang

dan malam hari.



Pemberdayaan masyarakat setempat beserta aparat terkait sejak awal pembangunan dalam

bentuk transfer teknologi dan pelatihan dari institusiterkait.

 Dengan memberikan pengelolaan dan perawatan melalui aparat desa yang ditunjuk,

diharapkan masyarakat setempat memiliki rasa kepedulian yang tinggi terhadap PLTMH.

Sumber: https://udai08.blogspot.com/2011/01/pembangkit-listrik-tenaga-mikrohidro.html

Pengertian:



Tekanan (P) adalah sebuah satuan fisika yang digunakan untuk untuk menyatakan

banyaknya gaya (F) persatuan luas (A). Secara matematis dapat ditulis .



Hukum bejana berhubungan berbunyi “bila bejana-bejana berhubungan di isi dengan zat

cair yang sama dan berada dalam keadaan seimbang maka permukaan zat cair pada

(35)



Hukum utama hidrostatis berbunyi “semua titik yang berada pada bidang datar yang

sama dalam fluida homogeny, memiliki tekanan total yang sama”.



Hukum pascal berbunyi “tekanan yang diberikan pada suatu zat cair dalam suatu

wadah, akan diteruskan ke segala arah dan sama besar”. Maka dengan menggunakan

alat peraga praktikum fisika yaitu miniature pompa hidrolik, dapat dijelaskan konsep

hukum pascal. Terlihat jelas bahwa ketika salah satu suntikan di tekan maka tekanan

itu akan diteruskan oleh air yang ada pada selang ke suntikan lainnya.



System hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli untuk

melakukan suatu gerakan segaris atau putaran.

Sumber: http://sukasukahabib.blogspot.com/2013/08/laporan-eksperimen-fisika-ii-miniatur.html

SURVEI DAN RANCANGAN PENDAHULUAN

Survei untuk sebuah hidraulik ram harus dilakukan dengan mempertimbangkan

rancangannya. Sebelum sebuah rancangan dapat dibuat, beberpa hal perlu diketahui :

1. Tinggi jatuh vertikal dari sumber air sampai pompa.

2. Daya angkat vertikal dari pompa sampai tempat penampungan.

3. Jumlah air yang tersedia untuk memberi tenaga pada pompa (pemasukan Q

atau aliran sumber).

4. Jumlah minimum air yang diperlukan setiap hari.

5. Panjang pipa pemasukan dari sumber air ke pompa.

6. Panjang pipa pengeluaran dari pompa ke tempat penampungan.

Yang mula-mula harus diukur adalah jarak dari tempat yang potensial untuk pemasangan

pompa sampai dimana air diperlukan dan perbedaan ketinggian vertikal (lihat gambar 13).

Kecuali dalam beberapa hal, sebuah hidraulik ram tidak dapat menaikan air lebih dari 100 m.

Untuk mencegah pemakaian pipa-pipa bersih yang digalvanisir (GI) yang panjang, kita harus

mengusahakan agar tidak melampaui limit tekanan pipa.

(36)

kasar panjang pipa pemasukan akan 4 kali tinggi jatuh pemasukan. Hal ini akan dibahas lebih

lanjut dalam bab mengenai disain pompa. Aliran air sumber harus diukur dengan tepat.

Penelitian tempat harus dibuat dengan seksama, termasuk bertanya pada penduduk desa

setempat mengenai tentang kualitas air, kemungkinan perubahan jumlah air pada perubahan

musim, dan apakah ada atau tidaknya problema pengendapan.Selama melakukan survei,

perhatikan hal-hal berikut :

a. Dimana tempat yang tepat kemungkinan banjir, tanah longsor atau erosi ?

b. Dimana pompa akan ditempatkan: Dapatkah dibangun suatu rumah kecil

untuk pompa ? kemana air yang tak terpakai dari pompa akan dialirkan ?

c. Dimana pipa akan dipasang, apakah dapat ditanam ?

Sesudah menghitung ukuran dasar ini dengan menggunakan rumus:

**Q (Output)/hari = Tinggi Jatuh Vertikal x Aliran Sumber (L/dtk x 0,6*)**

Daya Angkat Vertikal

Kita dapat memperkirakan jumlah air yang dikeluarkan per hari. Bandingkanlah bilangan ini

dengan jumlah air yang dibutuhkan perhari (45 liter per orang per hari dianggap mencukupi

untuk pemakaian setempat di desa pegunungan di Indonesia).

Jika pengeluaran pompa dihitung terlalu kecil, maka penggunaan sebuah hidram tidaklah

menguntungkan. Jika air tersedia dengan cukup, maka hitunglah kebutuhan air desa yang

bersangkutan dengan memperhitungkan penggunaan air setempat, pemakaian air oleh ternak,

dan kalaupun ada pemakaian air untuk Irigasi pada skala yang kecil untuk pohon-pohon buah

dan kebun sayuran. Jadikanlah angka yang dihasilkan tersebut jumlah air yang diinginkan

dan kemudian hitunglah aliran pemasukan yang dibutuhkan dengan rumus sebagai berikut:

Q (Aliran Pemasukan = Daya Angkat Vertikal XQ (Pengeluaran )

Tinggi Jatuh Vertikal X 0,6

(37)