DIREKTORAT JENDERAL LISTRIK DAN PEMANFAATAN ENERGI DEPARTEMEN ENERGI DAN SUMBER DAYA MINERAL
Integrated Microhydro Development and Application Program
IMIDAP
2009
PEDOMAN
DIREKTORAT JENDERAL LISTRIK DAN PEMANFAATAN ENERGI DEPARTEMEN ENERGI DAN SUMBER DAYA MINERAL
Integrated Microhydro Development and Application Program
IMIDAP
2009
IMIDAP-P-023-2009
BUKU 2B
PEDOMAN STUDI KELAYAKAN
SIPIL
Adhy Kurniawan Universitas Gadjah Mada Agus Irfan Gunawan PT. Wiratman and Associates Agus Maryono Universitas Gadjah Mada
Arfie Ikhsan P3T KEBT – Departemen ESDM
Armi Susandi Institut Teknologi Bandung
Arie Sudaryanto Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Chandra Adriawan IMIDAP – DJLPE, Departemen ESDM Chayun Boediyono Yayasan Bina Lingkungan Hidup Christian Mamesah P4TK BMTI – TEDC, Depdiknas
Dadan Kusdiana Direktorat Jenderal LPE, Departemen ESDM Djoko Winarno Masyarakat Energi Terbarukan Indonesia Eddy Permadi CV. Cihanjuang Inti Teknik
Faisal Rahadian Asosiasi Hidro Bandung
Ifnu Setyadi PT. Pro Rekayasa
Nota Efriandi Politeknik Negeri Padang
Machfud UNDP – Environment Unit
Mochammad Ainul Yaqin IMIDAP – DJLPE, Departemen ESDM Kusetiadi Rahardjo PT. Heksa Prakarsa Teknik
Ronggo Kuncahyo IMIDAP – DJLPE, Departemen ESDM
Sentanu Asosiasi Hidro Bandung
Suhendrik Hanwar Politeknik Negeri Padang Undang Sofyansori PT. Tata Guna Patria
Yanto Wibowo Puslitbang Air – Departemen PU Zendra Permana Zen IMIDAP – DJLPE, Departemen ESDM 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.
iii
KATA PENGANTAR
Buku pedoman ini dimaksudkan untuk memberikan panduan kepada pemerintah provinsi dan atau kabupaten/kota dalam menyusun dan menilai studi kelayakan yang dibuat inisiator dalam upaya memenuhi kaidah dan asas kelayakan dari berbagai aspek. Selanjutnya studi kelayakan tersebut diajukan untuk mendapat alokasi pembiayaan baik anggaran pendapatan dan belanja negara (APBN) maupun anggaran pendapatan dan belanja daerah (APBD) tingkat provinsi dan atau kabupaten/kota.
Selain pemerintah provinsi dan kabupaten/kota, buku pedoman ini dapat menjadi acuan bagi investor atau pihak yang berkepentingan dengan pengembangan energi listrik tenaga mikrohidro.
Pedoman teknis ini bersifat dinamis sehingga secara periodik dapat ditinjau kembali dan disesuaikan dengan kemajuan teknologi yang ada. Pemerintah atau badan lainnya yang ditunjuk Pemerintah diharapkan selalu dapat meninjau kembali pedoman teknis ini, pemberlakuannya serta perubahan yang diperlukan.
Selain itu pedoman teknis ini bersifat tidak mengikat, diperlukan peran aktif dari pemilik , perencana dan pabrikan serta pelaksana. Peran paling penting adalah pada pemilik dimana peran pengawasan langsung berada.
Sifat paling penting dari pedoman teknis ini adalah tidak membatasi perkembangan mikrohidro dan menjadi eksklusif namun sebaliknya pedoman teknis ini tidak memberikan kelonggaran yang berlebihan sehingga meninggalkan kualitas yang diperlukan untuk keberlanjutan
project
project
penyusunan buku pedoman ini dan tim penyusun menyampaikan permohonan maaf apabila terdapat hal yang kurang. Masukan dan saran untuk penyempurnaan buku pedoman ini masih diharapkan dari seluruh pihak.
DAFTAR ISI
Tim PenyusunPemilihan Lokasi Struktur Bangunan Sipil
Desain Konstruksi Bangunan Sipil
... iii
Lingkup Kegiatan Studi ... Kriteria Kelayakan ... Sistem PLTMH ...…... 5
Bendungan dan Saluran Pembawa Air 2.4. Bak Pengendap ... 15
2.5. Bak Penenang dan Fasilitas Pendukung ... 15
2.6. Pipa Pesat ... 17
2.7. Rumah Pembangkit ... 18
2.8. Saluran Pembuang ... 19
Bendungan dan Bendung Bangunan Pengambil 3.3. Bak Pengendap …... 29 3.4. Saluran Pembawa ... 30 3.5. Bak Penenang ... 32 3.6. Pipa Pesat ... 32 3.7. Rumah Pembangkit ... 36 Kata Pengantar Daftar Isi Daftar Gambar Daftar Tabel Daftar Lampiran Bab 1 Pendahuluan Bab 2 Bab 3 ... v ... vii ... ix ... xi ... xiii ………... 1 1.1. Umum ………... 1
1.2. Maksud dan Tujuan ... 2
1.3. ... 2 1.4. …...…... 3 ... 5 2.1. 2.2. ... 6 2.3. ... 12 ... 21 3.1. ………... 24 3.2. ... 29 (Weir) Intake (Settling Basin) (Forebay) (Penstock Pipe) (Power House) (Intake) (Forebay) (Penstock Pipe) (Power House)
vii
... 43 ... 47 ... 49 Bab 5 : Penyusunan Laporan
Studi Kelayakan Bangunan Sipil Daftar Pustaka
Lampiran
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 : Rangkaian Buku Pedoman Studi Kelayakan PLTMH Gambar 2 : Skema Pembangkit Listrik Mikrohidro
Gambar 3 : Gambar 4 :
Konstruksi Bendungan Konstruksi
Gambar 5 : Denah Konstruksi Bendungan dan Gambar 6 : Struktur Lengkap Bangunan Gambar 7 : Bangunan Terjun Irigasi Gambar 8 : Posisi Konstruksi
Gambar 9 : Konstruksi Saluran Pembawa Gambar 10 : Konstruksi Bak Penenang Gambar 11 : Pipa Pesat
Gambar 12 : Rumah Pembangkit Gambar 13 : Saluran Pembuang Gambar 14 : Turbin
Gambar 15 : Turbin Gambar 16 : Turbin
Gambar 17 : Parameter Daerah Tangkapan Air dalam Metode Gama I Gambar 18 : Hidrograf Satuan Metode Gama I
Gambar 19 : Hidrograf Satuan Metode Nakayasu Gambar 20 : Skema Pembangkit Listrik Mikrohidro
Intake Intake Intake Intake (Headrace Channel) (Forebay) (Penstock Pipe) (Power House) (Tail Race) Impulse
Open Flume Francis Propeller
Tabel 1 :
Tabel 2 :
Tabel 3 :
Tipe Saluran
Tipe Konstruksi Bendung dan Bendungan Perbandingan Bahan Pipa Pesat
Tabel 4 : Perbandingan Bahan Pipa Pesat Resin dan Baja Tabel 5 : Komponen Biaya Konstruksi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 : Lampiran 2 : Lampiran 3 : Lampiran 4 : Lampiran 5 : Lampiran 6 : Lampiran 7 : Lampiran 8 : Lampiran 9 : Lampiran 10 : Lampiran 11 : Lampiran 12 :Contoh dengan bendung sederhana
Contoh dengan bendung sederhana
Spesifikasi Bronjong
Contoh rencana (bak pengendap sedimen) Contoh rencana (Kolam sedimen)
Contoh pelimpah samping
Contoh rencana bak penenang ( ) Contoh rencana bak penenang ( ) Contoh detail saringan sampah ( )
Contoh pipa pesat ( )
Contoh sambungan pipa pesat ( )
Contoh rumah pembangkit
free intake free intake sand trap sand trap forebay forebay trash rack penstock pipe
penstock pipe joint
1.1. Umum
Pedoman studi kelayakan ini merupakan rangkaian terpadu lingkup kegiatan dan pemberian kriteria penilaian kualitatif dan kuantitatif suatu lokasi potensi pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH) mulai dari tahap awal, studi potensi, pemilihan spesifikasi teknis komponen peralatan yang sesuai hingga penyusunan laporan studi kelayakan.
Pedoman studi kelayakan ini terdiri dari beberapa buku, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 1.
Pedoman studi kelayakan sipil pembangunan pembangkit tenaga listrik mikrohidro (PLTMH) ini dimaksudkan untuk meyakinkan kepada berbagai pihak, bahwa secara teknik sipil program pembangunan piko/mikrohidro yang akan dilaksanakan layak dan sesuai untuk mendukung pembangunan pembangkit tenaga listrik mikrohidro (PLTMH) dan dapat berjalan dengan baik. Rencana teknisnya sudah memenuhi pedoman dan kriteria desain konstruksi bangunan sipil pembangkit tenaga listrik mikrohidro (PLTMH) yang berlaku, biaya pelaksanaannya tidak terlalu mahal, konstruksinya mudah dan menyerap sebanyak mungkin material dan tenaga kerja setempat.
Data dan informasi yang diperlukan dalam studi kelayakan sipil mencakup survai teknis kondisi geologi, topografi dan stabilitas tanah untuk penentuan lokasi posisi bangunan sipil sebagai komponen sistem pembangkit tenaga listrik mikrohidro yang akan direncanakan untuk dapat mendukung operasi sehingga menghasilkan daya terbangkit yang direncanakan.
Selain survei data teknis juga perlu dilakukan survei non teknis untuk mendapatkan informasi terutama tentang kondisi masyarakat sekitar dan lingkungan yang terjadi yang berhubungan atau terjadi di sekitar lokasi potensi pembangkit tenaga listrik mikrohidro.
Data dan informasi dari hasil studi kelayakan ini harus mendukung perencanaan bangunan inti sistem pembangkit tenaga listrik mikrohidro (PLTMH) yang terdiri atas bendung, , bak pengendap, saluran
1.2. Maksud dan Tujuan
1.3. Lingkup Kegiatan Studi
pembawa, bak utama, saluran pembuang, , rumah turbin, dan lain-lain.
Data geologi meliputi pengumpulan informasi tentang :
a. Pergerakan permukaan tanah yang mungkin terjadi, seperti batuan dan permukaan tanah yang dapat bergerak bila turun hujan lebat, pergerakan air dan lumpur.
b. Pergerakan tanah di bawah permukaan yang mungkin terjadi seperti gempa atau tanah longsor.
c. Tipe batuan, tanah dan pasir.
Data dan analisis topografi meliputi pengumpulan peta dan informasi tentang :
a. Keadaan kontur tanah yang digambarkan dalam peta topografi. b. Tingkat kemiringan berdasarkan topografi lokasi-lokasi sistem
PLTMH.
c. Letak terbaik untuk mendapatkan tinggi jatuhan air yang memadai.
Kriteria kelayakan adalah standar minimum yang dimiliki secara alamiah lokasi potensi pembangkit tenaga listrik mikrohidro (PLTMH). Lokasi potensi memiliki secara alami untuk menunjang komponen sistem pembangkit tenaga listrik mikrohidro (PLTMH) seperti adanya :
a. Secara visual, lokasi terdapat potensi komponen dari sistem pembangkit tenaga listrik mikrohidro seperti wilayah sungai yang bisa dibangun bendung atau bangunan sadap, , bak pengendap, saluran pembawa dengan kemiringan dasar saluran 1:1000–1:1500,
penstock tailrace
(head)
intake
kondisi topografi yang mendukung pembuatan atau secara alami terdapat .
b. Kondisi dan stabilitas tanah calon lokasi-lokasi komponen sipil sistem pembangkit tenaga listrik mikrohidro diperkirakan dapat dan tidak memerlukan teknologi yang mahal untuk mendirikan bangunan sipil. c. Jalan akses menuju lokasi dapat dijangkau atau dapat ditempuh
dengan teknologi yang tidak mahal.
d. Bangunan sipil tidak melanggar ketentuan adat, hukum dan regulasi yang berlaku (Pedoman Studi Kelayakan Sosial Budaya Pembangunan PLTMH – Buku 2E).
e. Lokasi yang akan didirikan bangunan sipil tidak menimbulkan dampak negatif sosial masyarakat yang berkepanjangan (Pedoman Studi Kelayakan Sosial Budaya Pembangunan PLTMH – Buku 2E). f. Lokasi yang akan didirikan bangunan sipil tidak mengganggu
kelestarian lingkungan (Pedoman Studi Kelayakan Lingkungan Pembangunan PLTMH – Buku 2F).
penstock pipe head
2.1. Sistem PLTMH
Kondisi topografi dan hidrologi lokasi aliran sungai yang berpotensi mikrohidro, secara alami sangat mempengaruhi sistem pembangkit tenaga listrik mikrohidro dan memberikan beberapa alternatif lokasi konstruksi bangunan sipil. Pemilihan lokasi bangunan sipil berdasarkan kondisi topografi dan hidrologi menentukan sistem pembangkit tenaga listrik mikrohidro. Perlu dipahami bahwa dari banyak kasus pembangunan pembangkit listrik skala kecil (PLTMH) memiliki hambatan antara lain adalah biaya pembangunan yang relatif tinggi karena kondisi topografi dan mempengaruhi tingkat keekonomian. Bab ini akan membantu menjelaskan prinsip teknologi konstruksi bangunan sipil yang tepat, berkualitas dan diharapkan dengan biaya pembangunan yang efisien.
Dalam suatu lokasi potensi pembangkit energi mikrohidro dapat dipetakan sebagai suatu sistem yang terdiri dari beberapa komponen bangunan sipil seperti bendung , bangunan pengambil ,
saluran pembawa , bak pengendap , bak
penenang , bangunan dan saluran pelimpah , pipa
pesat , rumah pembangkit dan saluran
pembuang .
(weir) (intake) (headrace) (settling basin) (forebay) (spillway) (penstock tunnel) (power house)
2.2. Bendung(Weir)danIntake
Bendung didefinisikan sebagai bangunan yang berada melintang sungai yang berfungsi untuk membelokkan arah aliran air. Konstruksi bendung bertujuan untuk menaikkan dan mengontrol tinggi air dalam sungai secara signifikan sehingga elevasi muka air cukup untuk dialihkan ke dalam pembangkit mikrohidro.
Konstruksi bendung dilengkapi dengan bangunan pengambilan
yang berfungsi mengarahkan air dari sungai masuk ke dalam saluran
pembawa . (weir) (weir) intake (intake) (headrace channel)
Gambar 2. Skema Pembangkit Listrik Mikrohidro
Struktur bendung dan bangunan pengambilan yang berfungsi untuk menaikkan dan mengontrol aliran air sungai untuk instalasi PLTMH, terdiri dari berbagai variasi tipe. Tipe tersebut dapat dipilih dan digunakan sesuai dengan kebutuhan dan pertimbangan ekonomis dari instalasi PLTMH. Selain itu pemilihan lokasi bendung dan bergantung dari kriteria kelayakan hidrologi (Pedoman Studi Kelayakan Hidrologi Pembangunan PLTMH – Buku 2A).
Sebuah bendung dilengkapi dengan pintu air untuk membuang kotoran/lumpur yang mengendap. Perlengkapan lainnya adalah saringan sampah . PLTMH umumnya merupakan pembangkit tipe
sehingga bangunan bendung dan dibangun berdekatan. Mempertimbangan dasar stabilitas sungai dan aman terhadap banjir, dapat dipilih lokasi untuk bendungan dan .
(intake)
(weir) intake
(trash rack) run
off river intake
(weir) intake
Gambar 5.
Denah Konstruksi Bendungan danIntake
Konstruksi bertujuan mengambil air dari sungai atau kolam untuk dialirkan ke saluran, bak penampungan dan pipa pesat. Masalah utama dari bangunan adalah ketersediaan debit air, baik dari kondisi debit rendah maupun banjir dan seringkali adanya lumpur, pasir dan kerikil atau dahan/cabang pohon tumbang dari sekitar sungai yang terbawa aliran. Beberapa hal yang menjadi pertimbangan dalam memilih lokasi bendung
dan bangunan , antara lain : a. Aliran Sungai
Sebagaimana pada Pedoman Studi Kelayakan Hidrologi – Buku 2A,
intake intake (weir) intake A A B B DE NAH P OTO NGA N A - A P OTO NG AN C-C S a lur an primer
Pe mbi las bawah
pe nga mb ilan uta ma
p intu p en gambil an pa ng kal be nd ung
l an ta i a tas p emb ila s b awah
din di ng p emisah p intu bil as p em b ilas p ilar C C pan gkal ben du ng mercu be ndu ng kol am o lak PO TONG A N B-B Gambar 6.
Struktur Lengkap BangunanIntake
Sumber : Ditjen. Pengairan, Departemen PU, 1986
Integrated Microhydro Development and Application Program
IMIDAP
lokasi bendung dan dipilih pada sungai yang terjamin ketersediaan airnya, alirannya stabil, terhindar banjir dan pengikisan akibat aliran sungai.
b. Stabilitas Lereng
Pemilihan lokasi PLTMH sangat mempertimbangkan perbedaan ketinggian air jatuh untuk mendapatkan potensi daya, maka umumnya lokasi berada di lereng atau bukit yang curam. Pertimbangan pemilihan lokasi bendung dan hendaknya mempertimbangkan stabilitas atau struktur tanahnya.
c. Pemanfaatan Infrastruktur Saluran Irigasi
Pemanfaatan saluran irigasi dapat dipertimbangkan efisiensi biaya konstruksi, karena banyak sungai di pedesaan telah ada bangunan sipil untuk saluran irigasi. Contoh bangunan yang bisa dimanfaatkan adalah bangunan terjun dan saluran irigasi sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7.
(weir) intake
(head)
(weir) intake
Gambar 7. Bangunan Terjun Irigasi
d. Pemanfaatan topografi alami seperti kolam dan lain-lain
Pemanfaatan kondisi alami kolam untuk lokasi dapat memberikan keefektifan yang cukup tinggi untuk mengurangi biaya. Selain itu juga membantu menjaga kelestarian alam tata ruang sungai dan ekosistem sungai. Hal yang perlu diperhatikan adalah keberlanjutan kolam dan pergerakan sedimen.
e. Level/Tinggi Bendung dan Muka Air Banjir
Pembangunan bendung umumnya di bagian sempit dari alur sungai, maka elevasi muka air banjir pada daerah itu lebih tinggi sehingga diperlukan daerah bagian melintang bendung yang diperbesar dimensinya untuk kestabilan.
f. Penentuan Lokasi Bangunan Pengambilan
Pertimbangan lokasi bangunan pengambilan selalu pada sisi luar dari lengkungan sungai sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 6. Hal ini dilakukan untuk memperkecil pengendapan sedimen di dalam saluran pembawa. Konstruksi umumnya dibuat pintu air untuk melakukan pembilasan sedimen.
intake (Intake) (intake) intake Bangunan Pengambilan Intake
g. Penggunaan air sungai yang mempengaruhi keluaran/debit air
Jika dibangun pada lokasi yang bertujuan untuk mengairi pertanian atau tujuan lain (yang menggunakan air) maka akan mempengaruhi debit air yang digunakan dalam saluran pembangkit.
Bangunan saluran pembawa air adalah untuk
mengalirkan air dari ke bak penenang dan
untuk mempertahankan kestabilan debit air. Lebih jelasnya dapat dilihat Gambar 9 sedangkan tipe saluran ditunjukkan pada Tabel 1.
Saluran air untuk sebuah pembangkit skala kecil, cenderung untuk memiliki bangunan yang terbuka. Ketika sebuah saluran terbuka dibangun pada sebuah lereng bukit maka beberapa hal penting yang perlu diperhatikan adalah :
a. Topografi Rute Saluran
Rute atau saluran air yang melalui tebing yang curam perlu memperhatikan gradient kemiringan dan tingkat potensi longsornya. aliran yang dilewati tidak tinggi sehingga dapat mengalirkan
intake
(headrace channel)
intake/settling basin (forebay)
(Trase) trase
Gradient
2.3. Saluran Pembawa Air
kecepatan air melebihi kecepatan maksimal yang dapat mengakibatkan erosi pada dinding saluran. Alternatif lain bisa digunakan pipa tertutup atau yang direncanakan sedemikian rupa sehingga aman. Lebih jelasnya dapat dilihat di Pedoman Pra Studi Kelayakan Pembangunan PLTMH – Buku 2. b. Stabilitas Tanah Saluran
Terdapat banyak kejadian penimbunan saluran air karena longsornya lereng bukit sehingga perlu diteliti/diperiksa kestabilan tanahnya. c. Penggunaan Infrastruktur
Pemilihan saluran air di sepanjang jalan yang telah tersedia dan saluran irigasi memberikan banyak keuntungan. Selain memperingan biaya, juga mempermudah pemeliharaan dan pengawasan kualitas dan penggunaan air.
d. Geometri Saluran
Bentuk saluran yang baik adalah setengah lingkaran yang akan memberikan efisiensi dalam menyalurkan debit air ke kolam
penenang .
long penstock tunnel
Trase
Eksisting
eksisting
(forebay)
Tipe
Saluran Ilustrasi Keuntungan Permasalahan
Saluran Tanah Sederhana (tidak direkomen-dasikan) ? Konstruksi dan perawatan mudah ? Murah ? Mudah terjadi kerusakan pada dinding saluran ? Tidak dapat
diterapkan pada jenis tanah yang mudah lulus air/lembek ? Sukar membersihkan
sedimen
Saluran dengan Pasangan Batu Kosong ? Konstruksi mudah dengan bahan material lokal ? Ketahanan tinggi terhadap gerusan ? Relatif mudah perawatan dan perbaikan ? Tidak dapat diterapkan pada jenis tanah yang mudah lulus air/lembek Saluran dengan Dinding Pasangan Batu ? Konstruksi mudah dengan bahan material lokal ? Ketahanan tinggi terhadap gerusan ? Dapat diterapkan pada jenis tanah yang mudah lulus air/lembek
? Relatif mudah membersihkan sedimen
? Biaya konstruksi lebih mahal dari saluran tanah sederhana
? Memerlukan tenaga kerja lebih banyak untuk pelaksanaan konstruksi
Saluran Beton
? Perawatan sangat mudah dan murah
? Sangat mudah membersihkan sedimen ? Ketahanan sangat tinggi terhadap gerusan ? Biaya konstruksi paling mahal dari tipe saluran lainnya
? Metode pelaksanaan lebih rumit
? Masa konstruksi lebih lama Box Culvert ? Pelaksanaan konstruksi relatif singkat dengan menggunakan produk siap pakai
? Variasi dimensi ukuran lebih banyak ? Aman apabila diterapkan pada lokasi rawan longsor dan atau sampah
? Beban konstruksi lebih besar
? Biaya transportasi untuk produk siap pakai mahal
? Apabila dibuat di lokasi akan membutuhkan waktu konstruksi lebih lama
Tipe
Saluran Ilustrasi Keuntungan Permasalahan
Saluran Pipa
? Mudah
dilaksanakan untuk daerah yang tidak terlalu curam
? Memungkinkan untuk konstruksi yang tinggi dengan bentang kecil ? Waktu pelaksanaan konstruksi relatif singkat ? Ketahanan yang tinggi ? Biaya transportasi bahan material lebih mahal
2.4. Bak Pengendap
2.5. Bak Penenang dan Fasilitas Pendukung (Settling Basin)
(Forebay)
Fungsi dan karakteristik bangunan ini adalah :
a. Bangunan yang menghubungkan dengan bak pengendap sehingga panjangnya harus dibatasi.
b. Pengatur aliran air dari saluran penyalur sehingga harus mencegah terjadinya aliran turbulen serta mengurangi kecepatan aliran masuk ke bak pengendap sehingga perlu bagian yang melebar.
c. Bangunan untuk mengendapkan sedimen dimana untuk desainnya perlu dihitung dengan formulasi hubungan panjang bak, kedalaman bak, antara kecepatan pengendapan, dan kecepatan aliran.
d. Tempat penimbun sedimen, sehingga harus didesain mudah dalam pembuangan sedimen.
e. Sebagai bangunan pelimpah yang mengalirkan aliran masuk ke bagian bawah dimana mengalir dari .
Tujuan bangunan bak penenang adalah sebagai tempat penenangan air dan pengendapan akhir, penyaringan terakhir setelah , untuk menyaring benda-benda yang masih terbawa dalam saluran air. merupakan tempat permulaan pipa pesat
yang mengendalikan aliran minimum, sebagai antisipasi aliran yang cepat pada turbin, tanpa menurunkan elevasi muka air yang berlebihan dan menyebabkan arus balik pada saluran.
intake (spillway) intake (forebay) settling basin Forebay (penstock)
Pemilihan lokasi bak penenang untuk pembangkit listrik skala kecil seringkali berada pada punggung yang lebih tinggi, beberapa yang dapat dipertimbangkan antara lain :
a. Keadaan Topografi dan Geologi Lokasi
Sedapat mungkin dipilih lokasi dimana bagian tanahnya relatif stabil dan apabila umumnya terdiri dari batuan keras maka sedapat mungkin dapat mengurangi jumlah pekerjaan penggalian.
b. Walaupun ditempatkan pada punggung, dipilih tempat yang relatif datar.
c. Mengurangi hubungan dengan muka air tanah yang lebih tinggi. Berkaitan dengan fungsi tersebut maka untuk masukan desain beberapa yang perlu dipertimbangkan adalah :
a. Pemeliharaan bak penenang terutama untuk mengontrol debit aliran, mengendalikan dan membuang sampah.
b. Perencanaan kapasitas bak penenang, harus didesain dengan
(forebay)
pendekatan pada 2 macam kasus yaitu dengan beban dikontrol dan beban ditambah debit yang dikontrol.
c. Saat desain diperhatikan kedalaman air dan ketinggiannya dari untuk menghindarkan aliran turbulensi, umumnya bereferensi pada diameter pipa pesat .
d. Kesesuaian ruang saringan dengan jenis, tipe dan dimensi turbin. e. Dilengkapi dengan instalasi pipa lubang angin.
Pipa pesat adalah sebagai saluran tertutup (pipa) aliran air yang menuju turbin yang ditempatkan di rumah pembangkit. Saluran ini yang akan berhubungan dengan peralatan mekanik seperti turbin.
Kondisi topografi dan pemilihan sistem PLTMH mempengaruhi tipe pipa pesat . Umumnya sebagai saluran ini harus dirancang secara benar sesuai ketinggian sistem PLTMH.
penstock pipe
(penstock pipe)
(penstock pipe)
(penstock pipe)
(head)
2.6. Pipa Pesat(Penstock Pipe)
2.7. Rumah Pembangkit(Power House)
Bangunan rumah pembangkit adalah sebagai bangunan yang berfungsi untuk melindungi peralatan elektrikal mekanikal seperti turbin, generator, panel kontrol dan lainnya dari segala gangguan. Gangguan yang dimaksud adalah cuaca, pencegahan dari pihak-pihak yang tidak berkepentingan dan pencurian peralatan barang tersebut.
Beberapa pertimbangan dalam memilih lokasi dan membangun rumah pembangkit ini, antara lain :
a. Konstruksi harus berada di atas struktur tanah yang sangat stabil, tidak di lereng yang curam dan umumnya di pinggir badan sungai yang relatif rendah dan datar untuk mempermudah aliran buangan di
.
b. Memiliki akses jalan yang cukup untuk transportasi peralatan elektrikal mekanikal yang akan dipasang dan atau terjadual untuk perawatan. c. Lokasi yang relatif rata, kering dan relatif luas sehingga dapat
(power house)
tail race
digunakan untuk tempat kerja seperti perbaikan dan perawatan peralatan.
d. Elevasi lantai rumah pembangkit ini harus berada di atas elevasi muka air saat banjir yang paling besar dalam beberapa tahun terakhir.
e. Bangunan rumah pembangkit harus memiliki ventilasi udara, jendela untuk cahaya masuk tetapi diberikan seperti kasa untuk melindungi serangga masuk.
f. Ruangan yang dibangun juga cukup untuk digunakan seperti penyimpanan peralatan dan atau suku cadang peralatan elektrikal dan mekanikal.
g. Kondisi pondasi harus cukup kuat untuk menahan pemasangan beberapa peralatan yang memiliki berat cukup besar.
Saluran pembuang bertujuan sebagai saluran pembuang aliran air dari rumah pembangkit dan menggerakkan turbin. Saluran ini bersatu dengan rumah pembangkit dan aliran sungai. Penempatan rute saluran pembuang ini, beberapa hal yang harus dipertimbangkan antara lain :
a. Perkiraan tinggi genangan air pada rumah pembangkit ketika terjadi banjir besar.
b. Menghindari penggenangan bantaran sungai dan permukaan tanah di sekitar rumah pembangkit.
c. Fluktuasi dasar sungai pada daerah saluran pembuang. d. Saluran pembuang harus diarahkan sesuai arah aliran sungai. 2.8. Saluran Pembuang
(tail race)
Berdasarkan kondisi topografi yang ada pada lokasi sistem PLTMH, beberapa pertimbangan pemilihan lokasi pipa pesat
antara lain adalah :
a. Topografi yang dilewati memiliki tingkat kemiringan yang memenuhi persyaratan dimana pipa pesat harus berada di bawah garis kemiringan energi , seperti digambarkan berikut.
b. Stabilitas tanah dari daerah yang dilewati.
c. Pemanfaatan jalan eksisting untuk mempermudah konstruksi dan perawatan.
(penstock pipe)
trase (energy line)
Setelah dipilih beberapa alternatif lokasi bangunan sipil sebagai suatu komponen sistem PLTMH, perlu memahami beberapa prinsip dasar struktur konstruksi bangunan sipil untuk membantu perancangan dan perkiraan kebutuhan biaya. Banyak kendala dan hambatan pembangunan PLTMH karena biaya pembangunan bangunan sipil. Bab ini menjelaskan bagaimana prinsip struktur konstruksi bangunan sipil yang layak sehingga dapat dipilih rancangan yang sesuai, berkualitas dengan biaya yang terjangkau.
Ketentuan umum dalam konstruksi bangunan sipil pembangunan sistem PLTMH adalah :
a. Konstruksi sipil untuk bangunan seperti bendung, bangunan , saluran pembawa, bak pengendap dan bak penenang harus selalu mempertimbangkan kekuatan tanah pondasi.
b. Penggalian tanah harus dilakukan secara hati-hati. Tanah galian ditempatkan pada sisi yang stabil atau diberikan penahan dari kayu. Kedalaman maksimal galian tanpa penahan dinding adalah 1,3 m. c. Pengurukan kembali harus dilakukan selapis demi selapis dan
ketebalan tiap lapisan tidak boleh melebihi 15 cm. Pemampatan tanah pada sisi dekat pipa harus dilakukan dengan hati-hati. Batuan dengan ukuran kecil hanya boleh dilakukan di ujung urugan. Tidak boleh ada batuan di dekat urugan pipa.
d. Ketebalan pasangan batu tanpa pembebebanan minimum dari 20 cm, ketebalan pasangan batu untuk penahan tanah minimum dari 50
cm, dihitung berdasarkan kekuatan dinding ketebalan penahan tanah dan dilpilih ukuran yang paling besar.
e. Diameter besi beton biasa tidak boleh kurang dari 15 cm dan ketebalan beton bertulang tidak boleh kurang dari 10 cm. Ketebalan dinding disesuaikan dengan beban yang ditahan.
f. Adukan semen untuk bagian yang terkena air disarankan 1 bagian semen dan 4 bagian pasir. Apabila tidak bersentuhan dengan air maka 1 bagian semen dan 6 bagian pasir.
g. Beton untuk bangunan struktur, misalnya beton bertulang, lebih baik menggunakan campuran 1 bagian semen, 2 bagian pasir dan 3 bagian kerikil. Beton lain dipakai perbandingan 1:3:5.
h. Beton bertulang paling tidak menggunakan tulangan dengan ukuran minimal 8 mm dan jarak antar tulangan maksimal 200 mm.
i. Apabila terdapat jembatan air dengan pipa yang terbuat dari
maka harus dilengkapi dengan dan pipa harus
dilakukan pengecatan serta perlindungan terhadap karat.
j. harus bisa dilepas dari bangunan sipil untuk
mempermudah akses perbaikan.
k. dari bahan besi tidak boleh dipendam di dalam tanah, harus terdapat jarak minimal 30 cm antara tanah dengan pipa
. dari bahan PVC atau HDPE sebaiknya
dipendam di dalam tanah dengan kedalaman minimal 60 cm dari sisi atas Apabila tidak memungkinkan dipendam maka pipa dari bahan PVC atau HDPE harus ditutup atau dibungkus dengan baik sehingga tidak terekspos sinar matahari.
l. Jika dipergunakan pipa PVC untuk maka minimal
mild steel expantion joint
Trash rack
Penstock pipe
penstock Penstock pipe
penstock pipe.
memiliki spesifikasi tekanan kerja sebesar 12 kg/cm2 untuk kapasitas PLTMH maksimal 5 kW. Kapasitas lebih besar maka harus disesuaikan dengan debit dan .
m. Sambungan dari bahan selain menggunakan
metoda yang biasa dilakukan untuk bahan tersebut. Penyambungan pipa untuk HDPE atau PVC disarankan menggunakan sambungan
atau .
n. atau harus dibangun sehingga tidak
tergelincir. harus mampu menyalurkan gaya lateral dan longitudinal ke tanah. Kedalaman pondasi minimal adalah 50 cm di bawah permukaan tanah, bisa dibuat dari pasangan batu atau beton bertulang. dibuat dari beton bertulang. harus dilengkapi dengan yang memberikan kebebasan bagi untuk memuai atau sebaliknya. Setiap
dilengkapi dengan pada bagian
di bawahnya.
o. harus memiliki :
- Pintu yang cukup lebar untuk memasukkan peralatan, termasuk turbin dan kubikel . Pintu tersebut harus bisa dikunci dan material pintu bisa terbuat dari kayu atau besi.
- Jendela yang memberikan cahaya alami dan ventilasi udara yang cukup ke dalam ruangan. Rangka jendela bisa terbuat dari kayu atau aluminum.
- Saluran pembuangan air baik di dalam maupun di sekitar dan saluran harus diarahkan ke saluran air alami. - Ventilasi yang cukup sehingga udara panas dari proses mesin
head
penstock pipe mild steel
flange bell spigot
Penstock support anchor block Anchor block
penstock
Anchor block
Penstock support saddle penstock pipe
anchor block expansion joint penstock pipe
Powerhouse
control
(tail race) powerhouse
turbin bisa dikeluarkan dari ruangan. Ventilasi harus mampu menjaga supaya serangga tidak masuk ke ruangan.
- Atap yang tidak mudah bocor dan tidak menggunakan atap yang terbuat dari bahan alami seperti ijuk atau rumbia.
- Almari penyimpanan alat kerja dan catatan operator. Almari bisa terbuat dari kayu maupun besi.
p. Konstruksi sebaiknya mengindahkan ruang istirahat bagi operator. Lantai khususnya pada bagian
turbin dan generator harus terbuat dari beton bertulang. Ketebalan lantai pada bagian tersebut disesuaikan dengan besar turbin dan minimal ketebalan adalah 200 mm.
q. pemanas udara ditempatkan pada lokasi yang terlindung dari akses yang tidak berkepentingan/bertanggung jawab dan mendapat ventilasi baik.
r. Penerangan harus diberikan di lokasi intake, sepanjang saluran dengan jarak 30 m tiap titik lampu, di , sepanjang
dengan jarak 30 m tiap titik lampu, teras dan ruangan kerja Penerangan luar harus terlindung dari perubahan cuaca.
Beberapa tipe dasar yang dapat dipertimbangkan dan disesuaikan dengan kondisi hidrologis dan morfologi sungai digambarkan pada Tabel 2. (log book) powerhouse powerhouse, baseframe Ballast forebay penstock pipe powerhouse powerhouse. intake weir
No Tipe Garis Besar Gambar Kondisi Aplikasi 1 Bendung
Gravitasi
Pondasi Lapisan batu
Kondisi Sungai
Tidak dipengaruhi oleh kemiringan, keluaran air atau tingkat beban sedimen
Konstruksi bendung dengan beton, pasangan batu atau kombinasi digunakan konstruksi bangunan secara keseluruhan atau kombinasi.
KondisiIntake Relatif efisien
2 Bendung Gravitasi
Pondasi Secara prinsip berupa kerikil Kondisi
Sungai
Tidak dipengaruhi oleh kemiringan, keluaran air atau tingkat beban sedimen Konstruksi bendung dengan beton,
pasangan batu atau kombinasi digunakan konstruksi bangunan secara keseluruhan atau kombinasi. Konstruksi ini mempunyai dimensi yang diperpanjang pada kolam olaknya untuk tujuan memperkuat stabilitas pondasi
KondisiIntake Relatif efisien
3 Bendungan Urugan Tanah1)
Pondasi Bervariasi dari tanah (earth) sampai lapisan batu
Kondisi Sungai
Aliran yang tidak deras dan mudah diatasi bila terjadi banjir
Material tanah digunakan untuk bahan utama dan penggunaan dari batu kosong dan dinding utama tergantung dari kondisi jika diperlukan.
KondisiIntake Efisiensi intake yang baik dikarenakan konstruksi yang baik jika dikerjakan dengan hati–hati
Tabel 2. Tipe Konstruksi Bendung dan Bendungan
Catatan 1) Bangunan ini untuk ketentuan PLTMH berupa bendungan ukuran kecil dimana umumnya disebut dengan embung dimana ketinggiannya konstruksi adalah : - kurang dari 15 m untuk konstruksi material tanah dan atau batu.
4 Bendungan Urugan Batu1)
Pondasi Bervariasi dengan berbagai jenis tanah (earth) sampai lapisan batu Kondisi Sungai Sungai dimana bendungan tanah berpotensi rusak atau hanyut jika ada aliran banjir normal Kerikil digunakan sebagai bahan
utama dari bangunannya. Penggunaan dari dinding u tama tergantung dari kondisi jika diperlukan.
KondisiIntake Keterbatasan penggunaan sungai karena efisiensiintake yang rendah 5 Bendungan Pasangan Batu1) Pondasi Kondisi Sungai
Pengisian ruang dengan batu kali, kerikil dan semen.
KondisiIntake
Operasi sedimen tingkat beban keluaran air atau oleh kemiringan, tidak dipengaruhi batu sampai lapisan tanah berbagai jenis yang efisien (earth) intake 6 Bendung Batu Bronjong2)
Pondasi Berbagai jenis tanah (earth) sampai lapisan batu
Kondisi tanah Sungai dimana konstruksi urugan batu bisa hanyut dengan aliran air normal
Batu belah dibungkus dengan jaring logam untuk
menyempurnakan kesatuannya.
KondisiIntake Umumnyaintake
berada pada posisi tikungan luar dari sungai
Tabel 2. Tipe Konstruksi Bendung dan Bendungan (Lanjutan)
Catatan 1) Bangunan ini untuk ketentuan PLTMH berupa bendungan ukuran kecil dimana umumnya disebut dengan embung dimana ketinggiannya konstruksi adalah : - kurang dari 15 m untuk konstruksi material tanah dan atau batu.
- kurang dari 10 m untuk konstruksi beton dan atau pasangan batu.
2) Bahan material bronjong (gabion) mengikuti ketentuan Spesifikasi Bronjong Kawat SKSNI 03–0090–1999. Deskripsi rinci dapat dilihat di Lampiran.
7 Bendung Batu Bronjong diperkuat Lapisan Beton2)
Pondasi berbagai jenis tanah sampai lapisan batu Kondisi Sungai Sungai dimana jaring logam dapat mengalami kerusakan jika aliran sungai terlalu deras Penguatan permukaan batu
bronjong dengan beton.
KondisiIntake Dapat diterapkan jika efisiensiintake
yang tinggi diperlukan
Kondisi yang perlu dipertimbangkan untuk perencanaan bendung dan bendungan adalah :
a. Kondisi Lokasi
Penentuan ketinggian bendung dan bendungan mempertimbangkan kondisi topografi dan geologi pada lokasi konstruksi. Pemeriksaan yang teliti terutama dibutuhkan pada sebuah lokasi dimana perhitungan biaya konstruksi memiliki proporsi yang besar dari total biaya konstruksi PLTMH.
b. Kemungkinan Perubahan Dasar Sungai
Berbeda dengan konstruksi bendungan yang umumnya berupa bendungan kecil (embung), konstruksi bendungan kecil (embung) ini memerlukan kajian lebih mendalam dengan mengikuti ketentuan dalam beberapa referensi.
Khusus pada lokasi yang akan direncanakan dengan konstruksi bendung, maka perlu kajian hidrolis pada bagian hilir sungai.
Tabel 2. Tipe Konstruksi Bendung dan Bendungan (Lanjutan)
Catatan 2) Bahan material bronjong (gabion) mengikuti ketentuan Spesifikasi Bronjong Kawat SKSNI 03–0090–1999. Deskripsi rinci dapat dilihat di Lampiran.
Ketinggian bendung untuk pembangkit listrik skala kecil pada umumnya rendah, ada perhatian bahwa fungsi normalnya dapat terganggu dengan perubahan dasar sungai di bagian hilir. Perubahan dasar sungai harus diperkirakan menentukan ketinggian bendung jika lokasi yang direncanakan terdapat pada kasus berikut ini :
- Kemiringan sungai tidak terlalu curam dengan tingkat perubahan/pergerakan sedimen yang cukup tinggi.
- Keberadaan dari lokasi yang rusak di bagian hilir cenderung akan berlanjut di kemudian hari berupa (penggerusan tebing dan dasar sungai).
- Keberadaan bagian sempit di daerah hilir yang akan menghalangi jalannya aliran sedimen dan atau sampah.
Perencanaan lengkap tentang bangunan air, baik bendung maupun bendungan kecil (embung), menggunakan referensi
a. Perencanaan bendung menggunakan Standar Perencanaan – Buku Kriteria Perencanaan 2 Bagian Bangunan Utama (Ditjen. Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1986).
b. Perencanaan Embung Kecil Untuk Daerah Semi Kering di Indonesia (Ibnu Kasiro, Ditjen. Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1995).
c. Panduan Perencanaan Bendungan Urugan (Direktorat Bina Teknik, Ditjen. Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1999).
d. Pedoman Perencanaan Bendungan Bangunan Sipil (SKSNI 03–1731–1989).
e. Pedoman Perencanaan Hidrologi dan Hidrolika Bangunan Sungai (SKSNI 03–1724–1989).
f. Pedoman Keamanan Desain Bendung (SKSNI 03–2401–1991).
Desain bangunan pengambilan pada pembangkit tenaga air skala kecil perlu kehati-hatian karena saluran air yang digunakan cenderung merupakan saluran terbuka dan hal penting direncanakan untuk menghindari volume aliran air yang dapat merusaknya. Beberapa metode menganjurkan mengontrol aliran pada saat banjir tidak menggunakan pintu dan sebagainya.
Secara garis besar dalam mendesain mempertimbangkan hal sebagai berikut :
a. harus diletakkan pada sudut yang tepat menghadap arah aliran sungai dan kecepatan aliran air pada saat banjir diminimalkan.
b. Perlu bagi mempunyai keran penutup dari pada sebuah keran terbuka sehingga dapat mengontrol tekanan ketika terjadi kenaikan level air sungai.
c. Saat terjadi banjir dimana debit air melebihi desain volume , maka kapasitas saluran pelimpah pada bak pengendap atau titik permulaan dari saluran air harus cukup besar.
Desain bangunan ini mengikuti ketentuan sebagai berikut.
a. Bak pengendap harus mampu mengendapkan material sedimen seperti tanah, pasir dan bebatuan.
b. Aliran air harus tidak menimbulkan olakan di dalam bak pengendap sehingga material sedimen bisa dengan mudah diendapkan. 3.2. Bangunan Pengambilan 3.3. Bak Pengendap (Intake) (Settling Basin) (intake) intake intake Intake intake intake intake (turbulen)
c. Bak pengendap harus dibuat dari konstruksi yang kuat menahan beban hidrostastis seperti beton bertulang, pasangan batu dengan campuran 1:2 (1 semen dan 2 pasir) atau komposit.
d. Mekanisme pembuangan endapan harus ada dan dapat berupa pintu air atau jenis lain. Jika debit aliran yang digunakan pembangkit adalah mata air yang tidak membawa material sedimen, maka bak pengendap tidak diperlukan.
e. Apabila kualitas air untuk pembangkit dinilai buruk dan banyak membawa material sedimen, maka setelah bangunan harus dilengkapi dengan bak pengendap.
f. Kemiringan lantai bak pengendap setidaknya 1:20 untuk lateral atau 1:10 untuk intake tipe
g. Bentuk bak harus sedemikian rupa sehingga endapan terkumpul di ujung bak dan mendekati sistem pembuang atau pintu penguras. h. Kapasitas pintu penguras harus cukup besar sehingga air di bak
pengendap tetap bisa terbuang sementara tetap terbuka penuh untuk memasukkan air penguras.
I. yang direncanakan berhubungan dengan bak pengendap sebaiknya ada di sepanjang bak di sisi sungai sehingga luapan air dapat langsung terbuang ke sungai.
Saluran pembawa untuk suatu PLTMH dapat merupakan atau memiliki tipe saluran terbuka dan saluran tertutup. Saluran pembawa air, kecuali dan , harus mampu menampung debit air 10% lebih besar dari debit rancangan. Hal ini ditujukan agar pada saat operasi
intake
intake drop (river bed intake).
intake
Spillway
penstock pipe tail race
maksimal muka air di tidak turun dari ketinggian dan terhindar dari pelimpasan apabila terjadi kelebihan debit.
Ketentuan perencanaan saluran adalah sebagai berikut :
a. Tidak disarankan menggunakan saluran alami dari tanah, karena aliran yang fluktuatif akan berakibat terhadap dan sedimentasi.
b. Acian dinding saluran pembawa menggunakan adukan semen dengan perbandingan minimum campuran 1:3 (1 semen dan 3 pasir). c. Penguatan tanah perlu dilakukan disesuaikan dengan
kebutuhan lokasi.
d. Pipa bisa dipergunakan untuk saluran pembawa. Jika
dipergunakan pipa (PVC) atau
(HDPE) maka pipa harus dipendam dengan kedalaman minimum 60 cm.
e. Jembatan pipa atau talang dapat dipakai pada daerah yang rawan longsor.
f. Apabila saluran pembawa sangat panjang dan melalui tebing yang terjal, saluran pembuang air harus diarahkan ke saluran alami sehingga aman bagi kekuatan tanah.
g. Apabila diperlukan, pada saluran pembawa yang menggunakan pipa dipasangkan pipa pelepas udara di lokasi-lokasi tikungan tajam. h. Tinggi muka air minimal berjarak 25 cm dari bibir saluran
pada saat beban maksimal di saluran pembawa tersebut.
Perencanaan lengkap tentang saluran menggunakan referensi Standar Perencanaan – Buku Kriteria Perencanaan 3 Bagian Saluran (Ditjen. Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1986).
forebay (overtopping)
scouring
slope
plastic
polyvinyl chloride high density polyethylene
3.5. Bak Penenang
3.6. Pipa Pesat
(Forebay)
(Penstock Pipe)
Sebagaimana fungsi dan karakteristik bangunan ini, maka direncanakan sebagai berikut :
a. Bangunan harus dibuat dari konstruksi kedap air dan tahan bocor dan didesain menghubungkan saluran pembawa dan . b. Bangunan dalam bentuk tangki bisa dibuat dari pasangan
batu atau beton bertulang. Ketebalan beton minimal 25 cm. c. Bangunan harus dilengkapi dengan :
- yang lebih halus.
- Bangunan dengan kapasitas 120% dari debit rancangan. - Saluran pembuangan dari untuk membuang endapan
lebih baik terpisah dari saluran .
- Saluran pembuang air dari dilengkapi dengan struktur pemecah energi air.
d. Lebar bangunan setidaknya selebar dan bangunan sebaiknya sepanjang .
e. harus terendam air dalam kedalaman minimum 2 kali
diameter pipa dan jarak dari dasar bangunan
minimum 30 cm.
f. Endapan direncanakan sedemikian rupa sehingga tidak masuk ke pipa .
g. Tangga harus disediakan untuk pembersihan tangki bangunan . forebay penstock forebay forebay Trashrack spillway flushgate spillway spillway forebay trashrack spillway forebay Penstock pipe
penstock penstock pipe forebay
penstock
Pipa pesat adalah konstruksi yang menyalurkan alir untuk menggerakkan turbin PLTMH. Desain pipa pesat
bergantung dari sistem PLTMH yang akan dibangun. Tipe pipa pesat mengikuti skema PLTMH dengan beberapa alternatif :
a. rendah dengan saluran b.
c. d.
memiliki beberapa tipe desain pipa pesat seperti pipa pesat pendek
, pipa pesat medium dan pipa
pesat panjang mengikuti sungai .
Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam desain pipa pesat adalah :
a. Bahan Pipa Pesat
Saat ini beberapa bahan digunakan untuk memiliki karakteristik yang berbeda. Hal yang terpenting dari bahan ini adalah kemampuan kerja, kesesuaian tekanan yang diijinkan dan kerapatan terhadap potensi kebocoran. Tabel 3 dan Tabel 4 memberikan deskripsi perbandingan beberapa bahan .
b. Diameter dan Tebal Pipa Pesat
Penentuan kesesuaian diameter menggunakan pendekatan formulasi antara desain debit dan susut kemiringan . Setelah d i d a p a t k i s a r a n d i a m e t e r y a n g s e s u a i m a k a u n t u k mempertimbangkan kemampuan kerja dan kesesuaian tekanan maka dipilih bahan seperti Tabel 4 atau sebagai acuan awal dapat ditentukan ketebalan bahan dari bahan besi berkisar
(penstock pipe)
(penstock pipe)
head (low head with channel). low head river barrage.
high head no channel. high head with channel.
(short penstock pipe) (mid length penstock pipe)
(long penstock following river)
(penstock)
penstock pipe
penstock pipe
penstock pipe
1,5 mm.
c. harus dicegah terjadinya korosi, keamanan menjadi faktor penting.
d. dari bahan (HDPE atau PVC) harus dipendam di
dalam tanah atau dilindungi dari sinar matahari langsung dengan dibungkus.
e. harus dirancang sedemikian sehingga kehilangan
tekanan di dalam maksimal 10% dari
total. yang amat panjang, maksimal 5 kali ketinggian maksimal kehilangan tekanan 15% masih bisa ditoleransi.
Penstock pipe
Penstock pipe plastic
Penstock pipe
(head losses) penstock pipe head Penstock pipe head Material Gesekan Dinding Pipa Berat Ketahanan Karat Biaya Pipa/ Konstruksi Sambungan Ketahanan Tekanan Mild Steel ??? ??? ??? ???? ???? ????? HDPE1) ????? ????? ????? ?? ?? ????? uPVC2) ????? ????? ????? ???? ???? ???? ????? Beton ? ? ? ????? ??? ??? ?
Tabel 3. Perbandingan Bahan Pipa Pesat
Catatan : 1) HDPE = , pipa dengan kelenturan
tinggi
2) uPVC = , pipa PVC tanpa kandungan plastik
penilaian paling rendah penilaian paling tinggi Sumber : Fraenkel, Peter et.al 1991 dalam CANMET
(NRCan), 2004
high density polyethylene polyethylene
unplastified polyvinyl chloride
Energy Tecnology Center, Natural Resources Canada
Tabel 4. Perbandingan Bahan Pipa Pesat Resin dan Baja
Bahan
Pipa Penilaian
Tipe Pipa Hard Vinyl
Chloride Pipa Howell Pipa FRP
Pipa Resin Karakteristik ? Bahan popular untuk perpipaan untuk jaringan suplai air ? Efektif untuk jaringan dengan pipa dengan debit kecil
? Banyak jenis pipa
siap pakai ? Resistensi lemah dan koefisien linier besar ? Resisten terhadap tekanan eksternal ? Siap pakai terhadap tekanan internal ? Relatif mudah pelaksanaan konstruksi/ pemasangan karena mudah dilas ? Pemasangan dengan cara dipendam dalam tanah ? Pipa plastik diperkuat dengan fiberglass Diameter Maksimum (mm) ? Pipa tebal?300 ? Pipa tipis ?800 ?2.000 ?3.000 Tekanan Ijin (kgf/cm2) ? Pipa tebal 10 ? Pipa tipis 6 2,0–3,0 Class A : 22,5 Hydraulics Property 0,009–0,010 0,010–0,011 0,010–0,012 Kemampuan Kerja ? Desain dan operasi mudah ? Beban ringan ? Berbagai macam variasi ukuran ? Kemampuan operasi bagus ? Bobot ringan ? Kemampuan operasi bagus ? Bobot ringan ? Tidak perlu pengelasan ? Sambungan menggunakan cincin karet ? Pipa baja digunakan pada bagian khusus Tingkat Kebocoran Kerapatan bagus memungkinkan sebagai pengikat sambungan
Tidak ada masalah kebocoran pada sambungan
Tidak ada masalah kebocoran pada sambungan Pipa Baja Tingkat Kebocoran Kerapatan bagus memungkinkan sebagai pengikat sambungan
Tidak ada masalah kebocoran pada sambungan
Tidak ada masalah kebocoran pada sambungan Diameter Maksimum (mm) ?3.000 ?2.600 ?2.500 Tekanan Ijin (kgf/cm2) 133 ~ 40 15 Hydraulics Property 0,010–0,014 0,011–0,015 ? Kemampuan Kerja Kurang bagus dibandingkan Pipa FRP Kurang bagus dibandingkan Pipa FRP Kurang bagus dibandingkan Pipa FRP Tingkat Kebocoran
f. Tingkat tekanan yang bisa diterima harus mempertimbangkan tekanan tiba-tiba , tekanan statis dan tekanan yang dihasilkan karena penutupan . Spesifikasi tekanan ini harus bisa diaplikasikan di seluruh bagian
.
g. harus mampu menahan tekanan akibat
dan harus dilengkapi dengan pipa napas di ujung atas . Ukuran diameter pipa napas berkisar 1% sampai 2% diameter
. Apabila diperlukan katub udara
dipasang pada titik-titik dimana ada perubahan arah yang signifikan seperti pada belokan. Spesifikasi katup udara disesuaikan dengan tingkat tekanan yang kemungkinan diterima di titik tersebut. h. Masalah pabrikasi dan konstruksi bisa dilihat pada bagian
pabrikasi dan konstruksi.
Sesuai posisinya, rumah pembangkit ini dapat diklasifikasikan dalam tipe di atas tanah, semi di bawah tanah dan di bawah tanah. Sebagian besar rumah pembangkit PLTMH adalah di atas tanah. Desain rumah pembangkit mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut :
a. Lantai rumah pembangkit dimana peralatan PLTMH ditempatkan, perlu memperhatikan kenyamanan selama operasi, mengelola, melakukan perawatan dimana terjadi pekerjaan pembongkaran dan pemasangan peralatan.
b. Memiliki cukup cahaya untuk penerangan di siang hari dan adanya
penstock pipe (surge pressure)
guide vane
penstock pipe
Penstock pipe water hammer penstock pipe
penstock pipe (air release valve) penstock
penstock
ventilasi udara.
c. Kenyamanan bagi operator saat berada di dalam untuk melakukan pengendalian ataupun pencatatan secara manual.
Konstruksi untuk desain rumah pembangkit PLTMH berkaitan dengan sistem PLTMH yang bergantung pada jenis dan tipe turbin yang digunakan dan sirkulasi air yang dikeluarkan setelah menggerakkan turbin (Pedoman Studi Kelayakan Mekanikal Elektrikal – Buku 2C). Ada beberapa pertimbangan tipe desain rumah pembangkit sesuai jenis turbin yang digunakan. Sebagai contoh :
a. Rumah Pembangkit untuk Turbin
Desain konstruksi rumah pembangkit ini perlu mempertimbangkan jarak bebas antara dasar rumah pembangkit dengan permukaan air
buangan turbin .
Jenis turbin seperti turbin dan yang
ditunjukkan pada Gambar 14, air yang dilepas turbin secara langsung dikeluarkan di . Permukaan air di bawah turbin akan bergelombang, sehingga jarak bebas antara rumah pembangkit dengan permukaan air setidaknya 30-50 cm. Kedalaman air di harus dihitung berdasarkan suatu formulasi antara desain debit dan lebar saluran di .
Air di harus ditentukan lebih tinggi dari estimasi muka air banjir dan antara pusat turbin dan level air pada t harus
menjadi .
Impulse
(afterbay)
impulse pelton, turgo crossflow runner tailrace afterbay afterbay tailrace afterbay head outle headloss
b. Rumah Pembangkit untuk Turbin
Hal yang sama dalam desain konstruksi rumah turbin menggunakan
jenis seperti adalah perilaku air di ,
sedangkan turbin tipe , air dikeluarkan ke melalui turbin. Deskripsi turbin yang dimaksud ditunjukkan pada Gambar 15 dan Gambar 16.
antara level air dan turbin dapat digunakan untuk membangkitkan tenaga, dengan demikian desain konstruksinya memperbolehkan posisi tempat pemasangan turbin berada di bawah level air banjir dan pada desain konstruksinya perlu disediakan tempat untuk menempatkan peralatan seperti pintu dan
Reaction
reaction francis, propeller afterbay reaction afterbay
Head
tailrace
Turgo Turbin Pelton
Gambar 14. TurbinImpulse
Sumber : British Hydropower Association, 2005
pompa.
Gambar 15. TurbinOpen Flume Francis
Sumber : British Hydropower Association, 2005
Gambar 16. TurbinPropeller
BAB 4
ESTIMASI BIAYA KONSTRUKSI BANGUNAN SIPIL
Perkiraan (estimasi) biaya konstruksi bangunan sipil PLTMH bergantung dari kondisi lokasi dan sistem PLTMH. Kondisi lokasi menentukan harga satuan material dan tenaga kerja, sementara skema PLTMH menentukan konstruksi bangunan sipil yang mempengaruhi jumlah dan volume material yang dibutuhkan. Perlu dicatat bahwa estimasi pada tahap ini adalah perkiraan kasar dari pengumpulan perkiraan harga dan atau survai ringan harga di lapangan.
Pokok-pokok yang berpengaruh pada estimasi biaya konstruksi sipil disajikan pada Tabel 5.
Komponen Uraian
Perencanaan dan desain Rencana daya maksimum (kW) Air yang digunakan turbin Ketinggian efektif (m) Persiapan Pengan gkutan material Fasilitas Intake Ketinggian bendungan (m)
Panjang bendungan Bak Pengendap Panjang dan lebar (m)
Ketinggian/kedalaman Saluran Air Panjang Saluran Air Bak Penenang Panjang dan lebar (m)
Ketinggian/kedalaman Pipa Pesat Fondasi dan pengaman Rumah Pembangkit Dasar Konstruksi
Konstruksi, luas rumah pembangkit
Fimishing
Saluran Pe mbuang Panjang Saluran Air
BANGUNAN SIPIL
Bentuk penyusunan laporan hasil studi potensi pembangunan PLTMH yang disajikan dalam Buku Pedoman Studi Kelayakan Sipil Pembangunan PLTMH ini bukan merupakan standar baku. Pemangku kepentingan dapat menyusun sesuai versi masing-masing. Format penyusunan laporan dalam Buku Pedoman ini disusun sebagai petunjuk praktis membantu memudahkan penulisan laporan hasil studi potensi yang memudahkan kegiatan studi kelayakan lanjut berdasarkan referensi laporan ini.
Laporan Hasil Studi Kelayakan Sipil Pembangunan PLTMH dapat disusun sebagai berikut :
a. Halaman sampul laporan b. Ringkasan Eksekutif c. Daftar Isi d. Daftar Gambar e. Daftar Tabel f. Daftar Lampiran g. Pendahuluan
Bab ini berisi tentang , latar belakang, maksud dan tujuan serta lingkup kegiatan studi hidrologi yang telah dilakukan dan boleh dijelaskan dengan jadual waktu dan gambaran hasil yang dicapai.
Kegiatan studi potensi ini dapat dilakukan masyarakat baik
(stakeholders)
project statement
perorangan dan atau lembaga, maka pada bab ini dapat dicantumkan identitas maupun profil lembaga yang diuraikan identitas, status dan alamat jelas.
h. Profil Teknis Lokasi PLTMH
Bab ini menjelaskan gambaran teknis berdasarkan data primer yang telah dilakukan dan didapat seperti peta topografi, data debit selama periode tertentu, peta geologi, daftar harga satuan upah/material dan data lain yang mendukung.
i. Lokasi Bangunan Sipil PLTMH
Bab ini memberikan gambarkan sistem PLTMH dan rencana posisi bangunan sipil, profil teknis kondisi dan struktur tanahnya yang telah didukung analisis berdasarkan pengolahan data hasil studi potensi (Pedoman Studi Potensi (Pra Studi Kelayakan) Pembangunan PLTMH – Buku 1). Bab ini dapat dilengkapi dengan dokumentasi foto dan atau gambar. Hal yang paling substansi pada bab ini adalah sketsa rencana sistem PLTMH, dan perkiraan potensi daya (kW) yang dapat dihasilkan.
j. Bab Perkiraan Biaya
Bab ini menjelaskan aspek rencana anggaran biaya, perkiraan kuantitas, jumlah dan volume serta perkiraan harga satuan setiap komponen konstruksi bangunan sipil, termasuk perkiraan biaya jasa persiapan dan transportasi bahan material bangunan sipil.
k. Rekomendasi Studi Kelayakan
Bab ini memuat saran, rekomendasi, hasil komparasi dengan lokasi PLTMH sejenis dan atau lokasi berdekatan dan beberapa pengujian menuju tahap kegiatan perencanaan detail bangunan sipil
layout
layout
review
PLTMH sebagai suatu syarat desain fasilitas sipil penunjang operasi PLTMH yang layak.
l. Lampiran-lampiran data, gambar, foto dan referensi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, , The British Hydropower
Association, 2005
Anonim, ,
BC Hydro Engineering, 2004 Anonim,
, Institut Bisnis dan Ekonomi Kerakyatan, 2005 Anonim,
, ABS Alaskan, 2002 Anonim,
, Direktorat Jenderal Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1986
Anonim,
, Direktorat Jenderal Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum,1986
Chow, Ven Te, , McGraw Hill, 1959
Direktorat Bina Teknik, ,
Direktorat Jenderal Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1999 Harvey, Adam,
, Intermediate Technology Publications, 1993 Ibnu Kasiro et.al.,
, Direktorat Jenderal Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1997
Khennas, Smail dan Barnett, Andrew,
, The Department for International Development, UK and The World Bank,
A Guide UK Mini-Hydro Developments
Handbook for Developing MICRO HYDRO in British Columbia
Manual Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH)
Micro Hydro Power : A Guide to Small-Scale Water Power Systems
Standar Perencanaan Irigasi – Buku Kriteria Perencanaan 2 Bagian Bangunan Utama
Standar Perencanaan Irigasi – Buku Kriteria Perencanaan 3 Bagian Saluran
Open Channel Hydraulics
Panduan Perencanaan Bendungan Urugan
Micro-Hydro Design Manual : A Guide to Small-Scale Water Power Schemes
Kriteria Desain Embung Kecil Untuk Daerah Semi Kering di Indonesia
Best Practices for Sustainable Development of Microhydro Power in Developing Countries
BUKU 2B PEDOMANSTUDIKELAYAKAN SIPIL
for Energy (DG VII), European Commision, 1998 Mawardi, Erman dan Memed, Mochamad,
, Alfabeta, 2002 SKSNI 03–1731–1989,
, Direktorat Jenderal Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1989 SKSNI 03–1724–1989,
, Direktorat Jenderal Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1989
SKSNI 03–2401–1991, , Direktorat
Jenderal Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1989 Wibowo, Catoer,
, Ford Foundation, Mini Hydro Power Project (MHPP) dan Yayasan Bina Usaha Lingkungan (YBUL), 2005
Zainuddin, Rapiali, , Yayasan Penerbit
Pekerjaan Umum, 1999
Desain Hidraulik Bendung Tetap untuk Irigasi Teknis
Pedoman Perencanaan Bendungan Bangunan Sipil
Pedoman Perencanaan Hidrologi dan Hidrolika Bangunan Sungai
Pedoman Keamanan Desain Bendung
Langkah Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH)
Cara Penentuan Lokasi Bendung
BUKU 2B PEDOMANSTUDIKELAYAKAN SIPIL
Lampiran 1. Contohfree intakedengan bendung sederhana
Lampiran 3. Spesifikasi Bronjong
BUKU 2B PEDOMANSTUDIKELAYAKAN SIPIL
Perspektif Lampiran 5. Contoh rencanasand trap(Kolam sedimen)
BUKU 2B PEDOMANSTUDIKELAYAKAN SIPIL
Tampak Potongan Samping
Tampak Atas
Lampiran 7. Contoh rencana bak penenang (forebay)
BUKU 2B PEDOMANSTUDIKELAYAKAN SIPIL
Penstock
Thrustblock Pipa Pembilasan dia. 6"
Saluran Pelimpah Saringan Potongan A - A Pipa Penstock Saringan
56
Trashrack Spillway
Lampiran 9. Contoh detail saringan sampah (trash rack)
BUKU 2B PEDOMANSTUDIKELAYAKAN SIPIL
Lampiran 11. Contoh sambungan pipa pesat (penstock pipe joint)
BUKU 2B PEDOMANSTUDIKELAYAKAN SIPIL
DIREKTORAT JENDERAL LISTRIK DAN PEMANFAATAN ENERGI DEPARTEMEN ENERGI DAN SUMBER DAYA MINERAL
Jalan H.R. Rasuna Said Blok X2 Kav. 7 & 8 Kuningan, Jakarta 12950
