Manual
PEMBANGUNAN
PLTMH
JAPAN INTERNATIONAL COOPERATION AGENCY
PENGANTAR
1. PENDAHULUAN
1.1 Energi Baru dan Terbarukan 1-1
1.2 Kebutuhan Energi untuk Pengembangan Pedesaan 1-1
1.2.1 Aspek Teknologi 1-2
1.2.2 Aspek Lingkungan 1-2
1.2.3 Aspek Sosial Ekonomi 1-2
1.2.4 Aspek Lembaga Kemasyarakatan 1-2
2. PLTMH : SEBUAH ALTERNATIF ENERGI YANG
TERBARUKAN
2.1 Pengertian PLTMH 2-1
2.2 Komponen-komponen Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro 2-8
2.3 Tenaga Listrik dari Air 2-3
2.4 Dari Air Datang ? 2-10
3. MENCARI LOKASI POTENSIAL
3.1 Bahan-bahan Referensi Dasar 3-1
3.2 Kisaran Pencarian 3-1
3.3 Perkiraan Debit Air 3-2
3.4 Pemilihan Lokasi-lokasi Potensial 3-3
3.4.1 Pemilihan pada peta 3-3
3.4.2 Pemilihan berdasarkan pada informasi setempat 3-4
3.4.3 Pemilihan lokasi-lokasi pembangunan yang potensial 3-5
Referensi 3-8
4. TAHAP PELAKSANAAN SURVEI UNTUK PLTMH
4.1 Tujuan Pelaksanaan Survei 4-1
4.2 Persiapan untuk Identifikasi Lokasi 4-1
4.2.1 Pengumpulan informasi dan persiapan 4-1
4.2.2 Rencana dan persiapan identifikasi lokasi 4-2
4.2.3 Peralatan yang diperlukan untuk identifikasi lokasi 4-2
4.3 Survei untuk Garis Besar Lokasi Proyek 4-3
4.4 Penjelasan Tentang Kondisi Geologi yang Mempengaruhi Stabilitas dari
Struktur Sipil Utama 4-4
4.5 Survei pada Lokasi untuk Struktur Sipil 4-5
4.6 Pengukuran Debit Air 4-6
4.7 Pengukuran Head 4-6
4.8 Survei Permintaan 4-7
4.9 Penyurveian 4-8
Referensi 4-11
5. PERENCANAAN
5.1 Sistem Layout 5-1
5.2 Bahan dan Faktor Kunci untuk Perencanaan 5-2
5.2.1 Hidrograph dan Kurva Durasi Aliran 5-2
5.2.2 Plant Factor dan Load Factor 5-4
5.3 Pemilihan Lokasi untuk Struktur Sipil Utama 5-5
5.3.1 Lokasi Intake 5-5
5.3.2 Rute saluran air 5-7
5.3.3 Lokasi dari bak penenang 5-7
5.3.4 Rute Penstock 5-8
5.3.5 Lokasi Rumah Pembangkit 5-10
5.3.6 Lokasi Saluran Pembuang 5-11
5.4 Perencanaan Suplai dan Permintaan 5-12
5.4.1 Seleksi dari fasilitas-fasilitas permintaan daya listrik 5-12 5.4.2 Pengujian dari skala pembangunan dan keseimbangan suplai dan
permintaan 5-13
6. STRUKTUR SIPIL
6.1 Bendungan (Wier) dan Intake 6-1
6.1.1 Tipe-tipe dasar dam intake 6-1
6.1.2 Memutuskan ketinggian dam 6-5
6.2 Intake 6-7
6.2.1 Metode Intake 6-7
6.2.2 Poin-poin penting untuk mendisain intake 6-9
6.3 Bak Pengendap 6-11
6.4 Saluran Pembawa 6-13
6.4.1 Tipe dan struktur dasar saluran
6.4.2 Menentukan potongan melintang dan kemiringan (slope)
Longitudinal 6-17
6.5 Bak Penenang 6-19
6.5.1 Kapasitas bak penenang 6-19
6.5.2 Hal-hal penting untuk disain bak penenang 6-21
6.6 Penstock 6-24
6.6.1 Bahan penstock 6-24
6.6.2 Menentukan diameter penstock 6-24
6.7 Pondasi Rumah Pembangkit 6-28
6.7.1 Pondasi untuk Turbi Impulse 6-28
6.7.2 Pondasi untuk Turbin Reaksi 6-29
7.2 Turbin (Turbin Air) 7-6
7.2.1 Tipe dan output turbin air 7-6
7.2.2 Pemilihan jenis turbin 7-7
7.2.3 Kecepatan spesifik dan kecepatan putaran dari turbin 7-9
7.2.4 Disain Turbin Crossflow 7-13
7.2.4.1 Komponen turbin 7-13 7.2.4.1.1 Inlet 7-13 7.2.4.1.2 Guide vane 7-14 7.2.4.1.3 Runner 7-14 7.2.4.1.4 Casing 7-15 7.2.4.1.5 Bantalan (Bearing) 7-15
7.2.4.2 Karakteristik Turbin Crossflow 7-16
7.2.5 Turbin Francis dan Pompa Terbalik (Pump As Turbine) 7-17
7.2.6 Turbin Pelton 7-19
7.3 Transmisi Daya Mekanik 7-19
7.3.1 Sistem transmisi daya langsung 7-20
7.3.2 Sistem transmisi daya dengan sabuk 7-20
7.3.2.1 Flat Belt 7-21
7.3.2.2 V Belt 7-21
7.3.3 Pulley 7-22
7.3.3.1 Pulley untuk Flat Belt 7-23
7.3.3.2 Pulley untuk V Belt 7-24
7.3.3.3 Metode penegangan belt 7-24
7.3.4 Kopling 7-25
7.3.4.1 Kopling rantai (chain coupling) 7-25
7.3.4.1.1 Kopling Rantai Tsubaki 7-26
7.3.4.1.2 Pemilihan dimensi (size) kopling 7-28
7.3.4.2 Kopling karet ban (rubber coupling) 7-29
7.3.4.2.1 Pemilihan dimensi kopling karet 7-30
7.3.4.3 Kopling flens fleksibel 7-31
7.3.5 Bantalan (Bearing) 7-35
7.3.5.1 Instalasi dan perawatan 7-35
7.3.6 Cone Clamp 7-36
Referensi 7-38
8. SISTEM KELISTRIKAN
8.1 Rangkaian Listrik 8-1
8.2 Sistem Kelistrikan Arus Bolak Balik 8-2
8.2.1 Sistem satu fasa dan system tiga fasa 8-2
8.2.2 Daya arus bolak-balik dan Faktor Daya 8-4
8.3 Generator 8-5
8.3.1 Generator Sinkron 8-5
8.3.1.1 Prinsip kerja generator sinkron 8-5
8.3.2.2 Motot Induksi sebagai generator 8-8
8.3.2.3 Karakteristik Generator Induksi (IMAG) 8-8
8.3.2.4 Pemilihan generator induksi 8-9
8.4 Pentanahan 8-9
8.4.1 Pentanahan langsung 8-9
8.4.2 Pentanahan lewat hambatan 8-10
8.4.3 Pentanahan lewat reaktan 8-10
8.4.4 Pentanahan dengan Ground-Fault Neutralizer 8-11
8.4.5 Konstruksi system pentanahan 8-11
8.4.6 Bahan-bahan elektroda 8-11
8.4.7 Hantaran Pentanaha 8-12
8.5 Electronic Load Controller 8-12
8.5.1 Komponen panel control dan fungsinya 8-13
8.5.1.1 Modul ELC pengendali frekuensi 8-13
8.5.1.2 Alat ukur listrik 8-14
8.5.1.3 Asesoris panel 8-15
8.5.1.4 Power switch Gear 8-15
8.5.1.5 Pengkabelan 8-16
8.5.1.6 Ballast load 8-16
9. TRANSMISI DAN DISTRIBUSI
9.1 Ide Tentang Listrik 9-1
9.2 Pemilihan Jalur Distribusi 9-2
9.3 Fasilitas Distribusi 9-3
9.4 Tiang 9-4
9.4.1 Panjang bentangan tiang 9-4
9.4.2 Jarak bebas minimum yang diijinkan untuk konduktor dan
Lingkungan 9-5
9.4.3 Ketinggian tiang 9-5
9.4.4 Ukuran tiang 9-6
9.5 Tarik Tegang 9-7
9.6 Konduktor dan Kabel 9-10
9.6.1 Kelebihan konduktor dan kabel 9-10
9.6.2 Ukuran konduktor 9-10
9.6.3 Lendutan konduktor 9-10
9.6.4 Beban setiap fasa 9-10
9.6.5 Dimanakah jaringan 3-fasa diubah ke jaringan satu fasa ? 9-10
9.7 Trafo Distribusi 9-11
9.7.1 Jenis trafo distribusi 9-11
9.7.2 Kebutuhan trafo 9-11
9.7.3 Penerapan trafo 9-12
9.7.4 Pemilihan satuan kapasitas 9-12
9.7.5 Lokasi 9-13
Referensi 9-15
10.
PENGOPERASION DAN PERAWATAN
10.1 Pendahuluan 10-1 10.2 Pengoperasian 10-1 10.2.1 Pengoperasian dasar 10-2 10.2.2 Kasus darurat 10-3 10.2.3 Lainnya 10-5 10.3 Perawatan 10-5 10.3.1 Patroli harian 10-6 10.3.2 Inspeksi periodik 10-7 10.3.3 Inspeksi khusus 10-8 10.4 Perekaman 10-8
Salah satu kendala utama dalam pelistrikan pedesaan adalah letaknya yang jauh dari pusat pembangkitan dengan kondisi akses yang buruk, membuat biaya investasi menjadi sangat tinggi. Dilain pihak, kebutuhan aktual daya listrik di wilayah seperti itu umumnya juga rendah dengan daya beli masyarakat yang juga rendah, sehingga investasi menjadi semakin tidak menarik dan prioritas untuk menjangkau wilayah-wilayah seperti itu sering dikebelakangkan.
Rasio elektrifikasi saat ini sekitar 52 persen, yang berarti ada sekitar 48 persen rakyat Indonesia yang belum menikmati pelayanan sambungan listrik, yang umumnya berada di daerah pedesaan dan terpencil. Situasi keterbatasan dana pemerintah membuat kegiatan elektrifikasi berjalan lambat dibanding dengan pertumbuhan permintaannya.
Kegiatan pembangunan pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH) berusaha memberikan kontribusi dalam usaha pelistrikan pedesaan. Dengan menggunakan sumber energi terbarukan yang tersedia in situ, dengan skala yang sesuai dengan kebutuhan setempat, PLTMH menawarkan pemecahan bagi daerah-daerah pedesaan terpencil yang jauh dari jangkauan PLN untuk mendapatkan sumber energi yang handal dan terjangkau. Dengan tersedianya sumber energi ini, diharapkan dapat meningkatkan kualitas hidup masyarakat dan memacu kegiatan pembangunan setempat.
Total potensi teoritis PLTMH di Indonesia sekitar 493 MW dengan tingkat pemanfaatan saat ini baru mencapai sekitar 21 MW atau hanya sekitar 4% saja dari potensi yang ada. Dengan demikian, masih cukup banyak potensi yang saat ini belum dimanfaatkan, atau bahkan belum tereksplorasi/terdokumentasi dengan baik.
Upaya pemanfaatan potensi mikrohidro ini membutuhkan peran serta dan keterkaitan dari berbagai pihak, mengingat aspek-aspek yang terkandung didalamnya. Pada tingkat kebijakan, pemerintah daerah dalam era otonomi daerah ini, harus dapat melihat kegiatan pembangunan PLTMH sebagai bentuk pembangunan masyarakat dalam bentuk peningkatan SDM lokal, penyedian sarana dan prasrana kehidupan masyarakat dan sekaligus memacu dan meningkatkan kapasitas lokal serta kesempatan dalam menyelenggarakan pembangunan daerahnya. Cara pandang ini menekankan pada proses yang terjadi selama kegiatan pembangunan PLTMH dan integrasi follow up kegiatan setelah PLTMH terbangun dan beroperasi untuk menghasilkan sinergi. Partisipasi sektor swasta maupun dari lembaga-lembaga swadaya masyarakat menjadi semakin penting mengingat keterbatasan sumberdaya yang dimiliki pemerintah. Kesemua hal tersebut mensyaratkan pengetahuan dan penguasaan keterampilan dalam pengimplementasian suatu kegiatan pembangunan PLTMH secara utuh menyeluruh.
Buku panduan ini disusun untuk digunakan dalam kegiatan pelatihan pembangunan PLTMH sebagai bagian dari kegiatan dalam proyek “Poverty Alleviation by Electric Power Utilization and NGOs Capacity Building Through Micro Hydro Development” yang dibiayai oleh JICA (Japan International Cooperation Agency) dibawah program CEP (Community Empowerment Program). Salah satu tujuan proyek ini adalah menyebarkan pengetahuan dan kemampuan untuk menyelenggarakan pembangunan PLTMH ke berbagai wilayah di Indonesia dengan melibatkan komponen pemerintah
pembangunan masyarakat pedesaan melalui pembangunan PLTMH di berbagai daerah di Indonesia.
1.
PENDAHULUAN
1.1 Energi Baru dan Terbarukan
Masalah yang dihadapi dalam penyediaan energi adalah masih banyaknya penggunaan bahan bakar minyak (BBM), sementara kemampuan produksi dan suplai minyak semakin menurun.
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam penggunaan dan pemilihan sumber energi baru adalah sebagai berikut:
¾ Ketersediaan sumber energi dan usaha pelestarian.
¾ Kemampuan manusia untuk menguasai dan mengelola energi. ¾ Ketersediaan dana untuk menguasai sumber energi.
¾ Masalah lingkungan.
1.2 Kebutuhan Energi Untuk Pengembangan Pedesaan
Di sebagian negara berkembang, juga Indonesia, aktivitas pembangunan terkonsentrasi di kota atau wilayah dengan berbagai fasilitas yang mendukungnya. Sementara di daerah pedesaan, pembangunan berjalan lamban karena kurangnya infrastruktur, sarana dan prasarana.
Dalam usaha meningkatkan mutu kehidupan dan pertumbuhan ekonomi masyarakat pedesaan, energi memiliki peranan yang besar. Ketersediaan listrik di pedesaan sebagai salah satu bentuk energi yang siap pakai akan mendorong :
¾ Peningkatan produktivitas dan kegiatan ekonomi baru. ¾ Peningkatan sarana pendidikan dan kesehatan.
¾ Peningkatan lapangan kerja baru.
Desa-desa di Indonesia rata-rata membutuhkan listrik relatif kecil (10 – 150 KW) serta lokasinya tersebar. Untuk pelistrikan pedesaan di Indonesia, Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) telah dikembangkan mengingat potensi tenaga air di Indonesia yang melimpah dan besar.
Pembangunan PLTMH, yang lebih dikenal dengan Mikrohidro, beranjak dari konsep:
¾ Memanfaatkan energi air yang melimpah agar dapat dilakukan penghematan
sumber energi lain seperti minyak bumi dan kayu bakar.
¾ Penggunaan listrik yang dihasilkan diarahkan untuk pemakaian yang bersifat produktif agar dapat mendorong aktivitas ekonomi pedesaan.
¾ Penggunaan dan pengelolaan PLTMH oleh masyarakat pedesaan merupakan media bagi usaha pengembangan masyarakat.
1.2.1 Aspek Teknologi
Dari segi teknologi PLTMH memiliki keuntungan dan kemudahan dibandingkan pembangkit listrik lainnya. Hal tersebut karena:
¾ Konstruksinya relatif sederhana.
¾ Teknologi mikrohidro telah matang dan terjamin sebagai teknologi yang dapat dikontrol dan dikelola secara mandiri oleh masyarakat pedesaan.
¾ Mudah dalam perawatan dan penyediaan suku cadang, karena hampir semua
komponen yang dibutuhkan telah dapat diproduksi di dakam negeri. ¾ Dapat dioperasikan dan dirawat oleh masyarakat di desa.
¾ Biaya operasi dan perawatan rendah. 1.2.2 Aspek Lingkungan
PLTMH ramah terhadap lingkungan, karena tidak menghasilkan gas buang atau limbah lainnya, dan tidak merusak ekosistem sungai. Dengan demikian, kelebihan PLTMH dari segi lingkungan adalah:
¾ Mengurangi pemakaian bahan baker fosil untuk penerangan dan kegiatan rumah tangga seperti memasak, contoh : minyak tanah, solar, kayu bakar.
¾ Terpeliharanya daerah tangkapan air, untuk menjamin suplai air bagi kelangsungan PLTMH.
¾ Ramah terhadap lingkungan. 1.2.3 Aspek Sosial Ekonomi
Kehadiran PLTMH di suatu desa akan meningkatkan interaksi sosial dan menumbuhkan aktivitas-aktivitas perekonomian baru. Dari sudut pandang ini kelebihan PLTMH adalah:
¾ Mendorong aktivitas perekonomian di pedesaan dengan cara meningkatkan
produktivitas melalui industri rumah tangga yang lebih modern. ¾ Penciptaan lapangan kerja di desa.
¾ Pelayanan kepada masyarakat dalam bentuk penerangan.
¾ Mendorong lembaga desa (misalnya KUD) untuk berperan dalam pengelolaan dan pengoperasian PLTMH.
¾ Mikrohidro menyediakan peluang untuk investasi dan manufaktur bagi masyarakat di pedesaan.
1.2.4 Aspek Lembaga Kemasyarakatan
Pengoiperasian PLTMH menuntut adanya suatu lembaga yang menjalankan fungsi-fungsi pengelolaan dan perawatan. Lembaga tersebut akan menambah keberadaan lembaga yang sudah ada di desa. Dinamika masyarakat akan berkembang dan keuntungan yang diperoleh adalah:
¾ Partisipasi lokal dalam pembuatan keputusan dan menejemen lokal dari pelistrikan pedesaan adalah dimungkinkan dengan melalui PLTMH.
2. PLTMH : SEBUAH ALTERNATIF ENERGI
YANG TERBARUKAN
2.1 Pengertian PLTMH
Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), biasa disebut mikrohidro, adalah suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai penggeraknya, misalnya saluran irigasi, sungai atau air terjun alam, dengan cara memanfaatkan tinggi terjunnya (head, dalam meter) dan jumlah debit airnya (m3/detik). Gambar 2.1 menunjukkan contoh keseluruhan sistem PLTMH. Umumnya PLTMH yang dibangun jenis run off river dimana head diperoleh tidak dengan membangun bendungan besar, melainkan dengan mengalihkan aliaran air sungai ke satu sisi dari sungai dan menjatuhkannya lagi ke sungai pada suatu tempat dimana beda tinggi yang diperlukan sudah diperoleh. Dengan menggunakan pipa, air dialirkan ke power house (rumah pembangkit) yang biasanya dibangun di pinggir sungai. Melalui nosel air akan menyemprot keluar memutar roda turbin (runner), kemudian air tersebut dikembalikan ke sungai asalnya. Energi mekanik putaran poros turbin akan diubah menjadi energi listrik oleh sebuah generator.
Pembangkit listrik tenaga air dibawah ukuran 200 KW digolongkan sebagai PLTMH (mikrohidro). Dalam perencanaan pembangunan sebuah PLTMH, diperlukan pengetahuan tentang:
¾ Hidrologi ¾ Kelistrikan ¾ Bangunan sipil
¾ Permesinan
¾ Ekonomi untuk studi kelayakan.
2.2 Komponen-komponen Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Komponen-komponen sebuah PLTMH meliputi:
- Diversion Weir dan Intake (Dam/Bendungan Pengalih dan Intake)
Bendungan untuk instalasi PLTMH berfungsi untuk menampung aliran air sungai dan/atau hanya sekedar untuk mengalihakn air supaya masuk ke dalam intake. Sebuah bendungan biasanya dilengkapi dengan pintu air untuk membuang kotoran dan endapan. Perlengkapan lainnya adalah: penjebak/saringan sampah. PLTMH, umumnya adalah pembangkit tipe run of river, sehingga bangunan intake dibangun berdekatan dengan bendungan dengan memilih dasar sungai yang stabil dan aman terhadap banjir.
- Settling Basin (Bak Pengendap)
Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir. Bak pengendap dibuat dengan memperdalam dan memperlebar sebagian saluran pembawa dan menambahnya dengan beberapa komponen, seperti saluran pelimpah, saluran penguras dan sekaligus pintu pengurasnya.
Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan. Ada berbagai macam saluran pembawa, antara lain terowongan, saluran terbuka dan saluran tertutup. Konstruksi saluran pembawa dapat berupa pasangan batu kali atau hanya berupa tanah yang digali. Pada saluran yang panjang perlu dilengkapi dengan saluran pelimpah pada jarak tertentu. Ini untuk menjaga jika terjadi banjir maka kelebihan air akan terbuang melalui saluran tersebut.
- Head Tank (Bak Penenang)
Fungsi dari bak penenang adalah untuk menenangkan air yang akan masuk turbin melalui penstock sesuai dengan debit yang diinginkan, dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir dan kayu-kayuan. Untuk kasus-kasus tertentu, adalah memungkinkan untuk menggabungkan bak penenang sekaligus juga untuk bak pengendap.
Terkait dengan fungsi-fungsi tersebut maka bak penenang dilengkapi dengan ointu air untuk masuk ke penstock, pintu penguras, saluran pelimpah serta saluran penguras.
- Penstock (Pipa Pesat/Penstock)
Pipa pesat berfungsi untuk mengubah energi potensial air di bak penenang menjadi energi kinetik air di dalam pipa pesat, dan kemudian mengarahkan energi kinetik tersebut untuk memutar roda gerak turbin air.
- Pondasi dan Dudukan Pipa Pesat
Dudukan pipa pesat harus mampu menahan beban statis dan dinamis dari pipa pesat dan air yang mengalir di dalamnya. Oleh karena itu harus dihindari belokan-belokan karena akan mengakibatkan gaya yang cukup besar.
- Rumah Pembangkit (Power House)
Di dalam rumah pembangkit, dipasang turbin dan generator yang selalu mendapat beban dinamis dan bergetar. Didalam mendisain rumah pembangkit, pondasi
turbin-diperhitungkan keleluasaan untuk membongkar pasang turbin dan generator, serta masih ditambah perlunya saluran pembuang di dalam rumah turbin.
- Turbine dan Generator (Turbin dan Generator)
Turbin berfungsi untuk mengubah energi air (potensial, tekanan dan kinetik) menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros. Putaran gagang dari roda ini dapat digunakan untuk memutar berbagai macam alat mekanik (penggilingan biji, pemeras minyak, mesin bubut, dll), atau untuk mengoperasikan generator listrik. Mesin-mesin atau alat-alat, yang diberi tenaga oleh skema hidro, disebut dengan ‘Beban’ (Load).
Tentu saja ada banyak variasi pada penyusunan disain ini. Sebagai sebuah contoh, air dimasukkan secara langsung ke turbin dari sebuah saluran tanpa sebuah penstock seperti yang terlihat pada penggergajian kayu di Gambar 1.2.1. Tipe ini adalah metode paling sederhana untuk mendapatkan tenaga air tetapi belakangan ini tidak digunakan untuk pembangkit listrik karena efisiensinya rendah. Kemungkinan lain adalah bahwa saluran dapat dihilangkan dan sebuah penstock dapat langsung ke turbin dari bak pengendap pertama. Variasi seperti ini akan tergantung pada karakteristik khusus dari lokasi dan skema keperluan-keperluan dari pengguna.
Terdapat banyak variasi dalam penyusunan sebuah disain PLTMH. Gambar 2.1 menunjukkan bagan sebuah PLTMH.
2.3 Tenaga Listrik dari Air
Sebuah PLTMH memerlukan dua hal yang pokok, yaitu debit air dan ketinggian jatuh (head) untuk menghasilkan tenaga yang bermanfaat. Ini adalah sebuah sistem konversi tenaga, menyerap tenaga dari bentuk ketinggian dan aliran, dan menyalurkan tenaga dalam bentuk blistrik atau tenaga gagang mekanik. Tidak ada sistem konversi tenaga yang dapat mengirim sebanyak yang diserap. Hal ini karena sebagian tenaga hilang oleh sistem itu sendiri dalam bentuk gesekan, panas, suara dan sebagainya.
Gambar 2.2 Head adalah ketinggian vertikal dimana air jatuh Persamaan konversinya,
Tenaga yang masuk = tenaga yang keluar + tenaga yang hilang (loss), atau Tenaga yang keluar = tenaga yang masuk x 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, Pgross. Daya yang manfaatnya dikirim adalah daya bersih, Pnet. Semua efisiensi dari skema (Gambar.2.3) disebut Eo atau η.
P
net= P
gross×E
o atauP
net= P
grossx η
Daya kotor adalah head kotor (Hgross) yang dikalikan dengan debit air (Q) dan juga dikalikan dengan sebuah faktor (g = 9.8), sehingga persamaan dasar dari pembangkit listrik adalah :
P
net= g ×H
gross× Q ×E
o atauP
net= g x H
grossx Q x η
dimana :
P = Daya dalam kilowatt (kW) g = gravitasi dengan nilai 9,8 H = head dalam meter
Q = debit air dalam meter kubik per detik (m3/s)
E0 (η) = Efisiensi keseluruhan yang terbagi sebagai berikut:
Eo = Ekonstruksi sipil × Epenstock × Eturbin × Egenerator × Esistem kontrol × Ejaringan × Etrafo Biasanya Ekonstruksi sipil : 1.0 - (panjang saluran × 0.002 ~ 0.005)/ Hgross Epenstock : 0.90 ~ 0.95 (tergantung pada panjangnya)
Eturbin : 0.70 ~ 0.85 (tergantung pada tipe turbin)
Egenerator : 0.80 ~ 0.95 (tergantung pada kapasistas generator) Esistem kontrol : 0.97
Ejaringan : 0.90 ~ 0.98 (tergantung pada panjang jaringan) Etrafo : 0.98
Gambar 2.3 Efisiensi sistem untuk sebuah skema yang berjalan pada disain aliran penuh
Ekonstruksi sipil dan Epenstock adalah yang biasa diperhitungkan sebagai ‘Head Loss (Hloss)/kehilangan ketinggian’. Dalam kasus ini, persamaan diatas dirubah ke persamaan berikut.
Pnet= g ×(Hgross-Hloss) ×Q ×(Eo – Ekonstruksi sipil - Epenstock ) kW
Untuk memudahkan perhitungan dengan menyesuaikan kondisi kemampuan manufaktur di Indonesia maka persamaan di atas dapat disederhanakan dengan mempergunakan nilai E0 atau η (efisiensi) dengan nilai 0,6 ~ 075, sehingga untuk mikrohidro persamaannya menjadi:
Efisiensi turbin Efisiensi jaringan
Daya
terbangkit Efisiensi trafo step-up dan step-down
Tenaga potensial penuh Tenaga masuk Efisiensi generator
Efisiensi penstock
Efisiensi saluran
P (daya) = 9,8 x Q x H x η
Dimana:P = Daya dalam kilowatt (kW) g = gravitasi dengan nilai 9,8 H = head dalam meter
Q = debit air dalam meter kubik per detik (m3/s)
E0 (η) = Efisiensi keseluruhan (0,6 ~ 0,75 untuk PLTMH)
Persamaan sederhana ini harus diingat karena ini adalah inti dari semua disain pekerjaan pembangkit listrik. Ini penting digunakan untuk mendapatkan unit-unit yang benar. 2.4 Darimana air datang ?
Volume air sungai tergantung pada daerah tangkapan air (catchment area) dan volume curah hujan. Garis putus-putus pada gambar 2.4 menunjukkan batas air dari titik A dan titik B. Daerah tangkapan air ditegaskan sebagai daerah yang dibatasi oleh garis putus-putus.
3. MENCARI LOKASI POTENSIAL
Meskipun lokasi pembangunan telah diidentifikasi, masih perlu untuk melakukan pengujian secara kasar. Hal-hal yang perlu diuji adalah:
1. Apakah benar bahwa memungkinkan untuk membangun pembangkit listrik tenaga air skala kecil yang dekat dengan daerah yang membutuhkan daya.
2. Berapa kapasitas daya terbangkit yang dapat dijamin dan dimana. 3. Memilih sebuah lokasi potensial diantara calon-calon lokasi lain.
Pengujian diatas adalah pekerjaan perencanaan yang mendasar dengan mengunakan bahan-bahan referensi dan informasi yang ada dan dengan melalui segala prosedurnya serta dengan memperhatikan issue-issue yang penting yang akan dijelaskan dibawah.
3.1 Bahan-bahan Referensi Dasar
Bahan-bahan referensi dasar yang dibutuhkan adalah sebagai berikut :
1) Peta topografi : skala : 1/25.000 atau 1/50.000
Peta topografi menyediakan informasi penting, seperti tanah pertanian, lokasi desa-desa, kemiringan sungai, daerah tangkapan air dari lokasi yang diusulkan, jalan menuju lokasi dan sebagainya. Di Indonesia, peta topografi, skala 1/25.000 atau 1/50.000 telah disediakan oleh Badan Koordinasi Survei dan Pemetaan Nasional.
2) Data curah hujan : peta isohyetal dan lain-lain
Meskipun tidak dibutuhkan untuk mengumpulkan data curah hujan yang detil pada tahap ini, adalah perlu untuk memiliki pemahaman yang jelas tentang karakteristik curah hujan dari daerah proyek dengan menggunakan peta isohyetal untuk data wilayah dan curah hujan yang ada untuk daerah yang berdekatan. Peta isohyetal menyediakan penambahan dan rata-rata yang akan diberikan untuk memperkirakan indikasi dari curah hujan.
3.2 Kisaran Pencarian
Sebagian besar pembangkitan listrik dengan menggunakan tenaga air skala kecil, pada dasarnya dikonsumsi oleh fasilitas permintaan daya yang spesifik, sehingga penting untuk merencanakan lokasi pembangkit yang sedekat mungkin dengan lokasi-lokasi yang membutuhkan daya. Pada kasus dimana lokasi-lokasi permintaan daya terbagi ke dalam beberapa grup yang tersebar pada daerah yang relatif luas, adalah mungkin lebih menguntungkan untuk menyebarkan pembangkit-pembangkit skala kecil daripada menyuplai daya ke seluruh grup oleh sebuah pembangkit tunggal dengan syarat-syarat bahwa biaya transmisi lebih rendah, lebih mudah pengoperasian dan perawatan dan dampak penghentian tak terduga dari pembangkit dapat diperkecil, dan sebagainya.
Ketika merencanakan pembangkit listrik tipe tersendiri, adalah dipercaya akan menjadi lebih efisien untuk diperluas jangkauan surveinya tahap-demi tahap, dimulai dari wilayah geografi dari setiap grup.
Jarak transmisi ke lokasi permintaan harus memperhitungkan sejumlah factor, diantaranya daya terbangkit, tingkat permintaan, topografi, kondisi jalan masuk, tegangan transmisi dan perhitungan ekonomi transmisi. Jarak transmisi ke lokasi permintaan diatur untuk memastikan rata-rata jatuhnya tegangan tidak melebihi 7%.
Dalam kasus Skema Mikro Hidro di Indonesia, perkiraan kasar tentang jarak maksimum transmisi adalah 1.5 km dari lokasi permintaan. Jarak ini berdasarkan pada asumsi bahwa tegangan pada akhir jaringan distribusi harus terjaga diatas 205 Volt, 15 V sebagai kerugian tegangan yang diijinkan pada aturan tegangan 220 V, tanpa trafo (transformer). [Referensi 3-1 Hubungan antara kerugian tegangan dan jarak jaringan distribusi di Indonesia.]
Jika lokasi potensial yang bagus tidak ditemukan dalam kisaran di atas, kisaran daerah pencarian harus diperluas dengan syarat bahwa trafo harus dipasang.
3.3 Perkiraan Debit Air
Diantara sejumlah data debit air yang telah disebutkan sebelumnya, data observasi terakhir untuk daerah yang mengelilingi lokasi proyek harus digunakan untuk memperkirakan debit air, mengambil karakteristik distribusi curah hujan ke dalam pertimbangan.
Qp = Rr × Qo/Ao Dimana,
Qp : Debit air per unit daerah tangkapan air di area proyek (m3/s/km2).
Rr : Perbandingan curah hujan antara daerah tangkapan air dari lokasi yang diusulkan untuk proyek mikro-hidro dan dari stasiun-stasiun pengukuran air terpasang.
Qo : Pengamatan debit air pada stasiun pengukuran air (m3/s). Ao : Daerah tangkapan air dari stasiun pengukuran air (km2).
[Lihat “Referensi 3-2 : Pertimbangan ketika perkiraan debit air pada lokasi proyek tidak langsung dari data yang ada di sekitar stasiun pengukuran” menjadi poin penting pada catatan untuk memperkirakan debit air berdasarkan pada stasiun pengukuran yang terdekat.]
Ketelitian dalam skema mikro-hidro, adalah penting untuk mempertegas ketersediaan air. Debit air pada musim kering, diperkirakan dengan teliti. Kita memiliki pengalaman bahwa ketersediaan air yang ada di Indonesia diperkirakan 0.020 sampai 0.025 m3/s/km2.
Jika data debit tidak tersedia, adalah memungkinkan untuk memperkirakan lamanya debit secara kasar dengan mengacu pada [Referensi 3-3 : Metode perhitungan sederhana dari debit air dengan mempergunakan model keseimbangan daerah aliran air].
3.4 Pemilihan Lokasi-Lokasi Potensial 3.4.1 Pemilihan pada peta
Lokasi potensial diambil dari peta topografi yang ada dengan penaksiran kemungkinan ketinggian. Ketinggian, yang dapat ditaksir, pada peta seperti itu adalah 10 m untuk peta dengan skala 1/25.000 dan 25 m untuk peta dengan skala 1/50.000.
Informasi-informasi selanjutnya harus dipertimbangkan untuk mengambil lokasi-lokasi potensial.
(1) Pemilihan dengan mempertimbangkan kemiringan sungai dan daerah aliran air
Lokasi-lokasi yang menawarkan head tinggi serta saluran air yang terpendek dan sebuah tingkat ketersediaan debit air yang tinggi adalah keuntungan alamiah untuk pembangkit listrik tenaga air.
Gambar 3. 1 Contoh Penentuan Lokasi dengan Peta Topografi
Jenis-jenis informasi, yang dapat dihasilkan ketika lokasi-lokasi seperti itu diambil dari peta topografi yang ada adalah kemiringan sungai (perbedaan ketinggian dan panjang sungai) dan daerah aliran air. Sementara sejumlah pengalaman dibutuhkan untuk mengambil lokasi-lokasi seperti itu dari peta topografi. Jika diagram yang ditunjukkan pada Gambar 3.1 disiapkan terlebih dahulu untuk sungai yang menjadi subyek, pengambilan lokasi-lokasi potensial adalah lebih mudah tanpa kekeliruan atau hasil yang berbeda berdasarkan pada tingkat pengalaman individu.
(2) Pemilihan berdasarkan pada kondisi konstruksi saluran air
Sejauh gambaran dasar dari skema mikro-hidro telah didapat, sebagain besar konstruksi sipil direncanakan untuk mendapatkan gambaran konstruksi. Oleh karena itu, topografi pada beberapa lokasi potensial harus dapat mengakomodasi seperti gambaran konstruksi sipil.
Gambar 3.2 Profil sungai dan perubahan-perubahan dalam daerah aliran sungai untuk membantu pemilihan lokasi pembangkit listrik mikro-hidro yang menjanjikan.
3.4.2 Pemilihan berdasarkan pada informasi setempat
Pada kasus dimana lokasi-lokasi potensial tidak dapat digambarkan pada peta topografi karena terlalu kecilnya skala yang digunakan atau penggunaan dari roman topografi alamiah seperti terjunan atau kolam, dan sebagainya, sama baiknya seperti konstruksi yang ada seperti fasilitas intake untuk irigasi dan jalan hutan, maka lokasi-lokasi potensial dipilih berdasarkan pada informasi yang disiapkan oleh masyarakat lokal dan/atau organisasi masyarakat setempat. [Referensi 3-5: Contoh dari Penggunaan Topografi Alamiah dan Berbagai Variasi Bangunan Buatan Manusia]
Pertemuan Bagian yang cocok untuk pembangkitlistrik
Ketinggian
Daer
ah tangkapan air
Profil sungai
Perubahan daerah tangkapan air untuk sungai
3.4.3 Pemilihan lokasi-lokasi pembangunan yang potensial
Evaluasi umum dari lokasi-lokasi potensial tersebut diambil dengan studi penggambaran di atas yang kemudian dilakukan penggambaran dari beberapa sudut pandang di bawah untuk menguji kelayakannya untuk pembangunan pembangkit listrik tenaga air.
(1) Besaran debit air yang tetap
Walaupun sukar untuk menentukan kelayakan bagi pembangunan berdasarkan pada volume mutlak dari debit air yang tetap, sebuah lokasi potensial dengan sebuah tingkat besaran debit air yang tetap yang relatif tinggi adalah sebuah lokasi yang lebih menguntungkan untuk sebuah pembangkit listrik tenaga air skala kecil, termasuk mikro-hidro, yang dibutuhkan untuk menyuplai listrik sekonstan mungkin sepanjang tahun karena itu adalah tujuan dari sebagian besar kasus penyediaan listrik untuk fasilitas konsumen tertentu.
Ketika perkiraan debit yang spesifik dari debit air yang tetap, sebagai contoh debit air per unit wilayah aliran air, berbeda untuk setiap lokasi potensial, harus diperhatikan bahwa biaya konstruksi relative dari sebuah dam intake atau bendung pengaman, dan lain-lain, meningkat untuk sebuah sungai dengan sebuah debit air yang spesifik lebih kecil karena wilayah aliran air yang lebih luas dan skala yang lebih besar dari kemungkinan penggabungan banjir sungai seperti itu.
Gambar 3.3 menunjukkan hubungan antara debit air yang tetap yang spesifik dan perbandingan dari debit air yang tetap dengan debit air maksimum (Qmax/QF: lihat gambar berikutnya) dalam pembangkit-pembangkit listrik tenaga air skala-kecil yang ada. Secara umum, nilai Qmax/QF dari pembangkit listrik tenaga air mikro dan mini-hidro masing-masing menunjukkan sekitar 1.0 dan 0.7 ~ 0.9, dan debit air yang tetap yang spesifik dalam kisaran Qmax/QF ini adalah 1.2 ~ 1.5 m3/s 100km2 dalam rata-rata. Ketika membangun pembangkit listrik tenaga air mikro atau mini di sungai dengan debit air tetap yang spesifik adalah lebih rendah dari 1.0 m3/s 100km2, metode penurunan biaya seperti menggunakan fasilitas irigasi yang ada seperti telah disebutkan harus dipertimbangkan. Qmax Kurva Durasi QF Debit air su n g ai (m 3/s ) Hari
Gambar 3.3 Hubungan rasio antara debit air tetap/debit air maksimum dan debit air tetap yang spesifik.
(2) L/H [perbandingan antara panjang saluran air (L) dan total head (H)]
Sebuah lokasi dimana sebuah nilai L/H lebih kecil adalah lebih menguntungkan untuk pembangkit listrik tenaga air skala kecil.
Gambar 3.4 menunjukkan hubungan perbandingan antara total head (H) dan panjang saluran air (L) (L/H) diantara lokasi-lokasi pembangkit listrik skala kecil yang ada, total head tidak kurang dari 10 m (nilai minimum yang dapat diinterpretasikan pada sebuah peta topografi yang ada). Seperti teridentifikasi dengan jelas pada gambar, L/H dari lokasi yang secara umum tidak lebih tinggi dari 40 atau rata-ratanya 20.
Gambar 3.4 Hubungan antara head dan panjang saluran air Waterway length (m) 0 20 40 60 80 100 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 L/H = 20 L/H = 40 Head (m)
Debit tetap / Debit maksimum (%) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Debit tetap y ang spesifik (p er 10 0km 2 ) (m 3 /s) Mikro Mini Kecil Besar L
Gambar 3.5 menunjukkan hubungan antara debit air yang tetap dengan L/H, kecenderungan yang ada, lokasi dengan debit air tetapnya lebih kecil adalah perbandingan L/Hnya lebih kecil. L/H dari lokasi-lokasi yang ada dimana debit air tetapnya lebih kecil dari 0.2 m3/s diperkirakan dibawah 15.
Gambar 3.5 Hubungan antara debit air tetap dan L/H. 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 10 20 30 40 50
Waterway Length / Head (L/H)
Fi rm di scha rg e (m 3 /s)
Referensi
Ref. 3-1 Hubungan antara kerugian tegangan dan jarak jaringan transmisi di Indonesia
Kerugian tegangan (V)
Panjang Jaringan Transmisi (4kW) 15.4 (V) = 220(V) x 0.07
15.4 (V) = 220(V) x 0.07
Kerugian tegangan (V)
Kerugian tegangan (V)
Kerugian tegangan (V)
Panjang Jaringan Transmisi (15kW)
Panjang Jaringan Transmisi (20kW) 15.4 (V) = 220(V) x 0.07
Ref. 3-2 Pertimbangan-pertimbangan ketika memperkirakan secara langsung debit air pada lokasi proyek dari data yang ada di stasiun-stasiun pengukuran di sekitarnya
Jika ada beberapa stasiun pengukuran di dekat lokasi proyek, hal-hal berikut harus diambil dalam pertimbangan ketika menyeleksi stasiun pengukuran yang akan digunakan.
1. Perbandingan wilayah aliran air
Ketika memperkirakan debit air berdasarkan pada observasi data dari stasiun pengukuran yang ada, harus diambil wilayah aliran airnya untuk pertimbangan. Dari karakteristik debit air yang ditunjukkan oleh gambar berikut, jika perbandingan wilayah aliran air antara stasiun pengukuran yang ada dan lokasi proyek besar, kurva durasi aliran dapat di gabungkan. Ini karena perhitungan dengan menggunakan perbandingan wilayah aliran air saja tidak cukup.
2. Curah Hujan
Durasi aliran air dan karakteristik curah hujan di bagian atas sungai memiliki sebuah korelasi yang dekat. Terutama sekali dalam debit air jangka panjang, dibutuhkan untuk mengenal hubungan dekat antara curah hujan dengan debit air. Oleh karena itu, data curah hujan dari dua wilayah aliran air adalah informasi yang berguna untuk mengevaluasi debit air lokasi proyek dari stasiun pengukuran. Metode sederhana untuk memahami curah hujan disekitar lokasi proyek adalah dengan menggunakan peta isohyetal dimana menunjukkan garis kontur dari curah hujan rata-rata, dan dapat membandingkan jumlah curah hujan dari lokasi proyek dan stasiun pengukuran.
Area aliran air besar
Hari
Daerah aliran air
if
ik
Area aliran air kecil
Jumlah curah hujan besar
Jumlah curah hujan kecil
Daerah aliran air spesifi
3. Kondisi Geologi
Meskipun pemeriksaan dari debit air di lokasi proyek dan stasiun pengukuran dengan curah hujan di wilayah aliran air ini digunakan untuk mengetahui luasnya hubungan, bukanlah merupakan metode yang pasti efektif untuk menilai hubungan dari kurva durasi aliran.
Faktor yang mempengaruhi kesamaan dari kurva durasi aliran tidak hanya wilayah alirannya tetapi juga kondisi geologi, terutama keberadaan dari wilayah geologi batuan vulkanik.
Sebuah batuan geologi vulkanik diketahui sebagai lapisan tanah yang berkelembaban tinggi. Kurva durasi aliran air yang melalui lapisan tanah ini adalah relatif rata, dimana debit air semakin kecil di musim basah dan menjadi semakin besar di musim kering, dibanding melalui batuan non geologi vulkanik seperti gambar berikut.
Adalah mungkin untuk mengetahui penyebaran dari batuan geologi vulkanik dari peta geologi yang ada, namun sulit untuk menganilisa secara kuantitatif hubungan pembagian dari batuan geologi vulkanik di wilayah aliran air dan karakteristik dari debit air sebagai aturan umum. Dari sudut pandang ini, dalam kenyataannya, ketika batuan geologi vulkanik ada di lokasi proyek, beralasan untuk memilih stasiun pengukuran dimana bagian terbagi sama.
Disamping batuan geologi vulkanik, meskipun batuan kapur adalah lapisan geologi yang memberi efek pada debit air sungai, sulit untuk menangkap pengaruh ini secara kualitatif dan kuantitatif. Secara umum sungai dimana batuan kapur tersebar menunjukkan perubahan yang tidak teratur pada debit airnya, seperti debit air dari arus atas dan arus bawah mungkin berbalik secara parsial, atau perubahan debit air yang sangat cepat pada sebuah titik yang pasti. Bagaimanapun, pada kasus banyak batuan kapur di wilayah aliran air, pada prinsipnya perlu mengukur aliran arus pada titik intake dari lokasi proyek.
4. Kondisi Geografi
Konsisi geografi disebutkan sebagai bahan untuk membantu pertimbangan dari pra asumsi debit air. Secara umum, sebuah kecenderungan, dimana jumlah curah hujan adalah lebih besar pada titik yang lebih tinggi dan gunung yang lebih curam, adalah diakui. Dari sudut ini, seleksi dari stasiun pengukuran ke kondisi dimana, seperti ketinggian, roman geografi, dan arah dari sebuah wilayah aliran air yang mirip ditentukan
Terdapat lapisan batu geologi vulkanik di dalam wilayah aliran air
Hari
Wilay
ah aliran air sp
esifi
k
Tidak terdapat lapisan batu geologi vulkanik
Ref. 3-3 Metode perhitungan sederhana dari debit air dengan mempergunakan model keseimbangan daerah aliran air.
Jika tidak ada data pengamatan debit air tetapi hanya mendapatkan data curah hujan, adalah mungkin untuk memperkirakan debit air sungai dari data keseimbangan air dari wilayah aliran air.
1. Metode Perhitungan
(1) Keseimbangan air dari wilayah aliran air
Hubungan dari curah hujan, aliran air (aliran air langsung, aliran air dasar), dan evaporasi diindikasikan oleh sudut pandang dari keseimbangan air tahunan sebagai berikut. Pada kasus ini, tidak ada perhatian tentang pengelompokkan dari wilayah aliran air, dan aliran air masuk dan aliran air dari/ke wilayah aliran air lain.
P = R + Et
= Rd + Rb + Et
dimana,
P : Curah hujan tahunan (mm) R : Aliran air tahunan (mm)
Rd : Aliran air langsung tahunan (mm) Rb : Aliran air dasar tahunan (mm) Et : Evaporasi tahunan (mm)
Aliran (R) diperoleh dari perhitungan evaporasi (Et) dengan rumus pra-asumsi dan pengamatan curah hujan (P).
Sebuah gambar dari pola hubungan dari curah hujan (R), evaporasi yang memungkinkan (Etp), dan evaporasi nyata (Et) ditunjukkan dalam Gambar 3-3.1. Diindikasikan sebagai garis diagonal adalah evaporasi nyata, dan wilayah dibawah garis b-c adalah aliran air sungai termasuk air dibawah permukaan. Evaporasi yang memungkinkan (a-b-c-d) diperoleh dengan rumus pra-asumsi.
(2) Aliran air langsung dan aliran air dasar
Sebuah gambar pola dari aliran tahunan ditunjukkan oleh Gambar 3-3.2. Aliran disiapkan dari air bawah permukaan, dan mengandung aliran dasar dimana fluktuasi musiman lebih kecil dan aliran langsung dimana curah hujan menjadi aliran mendadak. Perbandingan dari air bawah permukaan ke aliran tahunan (R) ditunjukkan Tabel 1-1. Dimana, Rg = Rb, Rb/R = 0.25 konstan, dan aliran dasar tahunan adalah konstan.
Gambar 3-3.1. Gambar pola dari jumlah curah hujan dan evaporasi
Gambar 3-3.2 Gambar pola aliran air
Jumlah curah hujan (P)
Jumlah evaporasi nyata (Et) Kemungkinan
evaporasi (Etp) Aliran air (R)
Jumlah curah hujan,
evaporasi (mm)
Bulan
Jumlah aliran air (m
3 /s)
Bulan
Jumlah aliran air langsung
Tabel 3-3.1 Model keseimbangan air dunia
Wilayah Asia Afrika Amerika
Utara
Amerika Selatan
Eropa Australia Jepang
Curah Hujan P) 726 686 670 1648 734 736 1788
Aliran (R) 293 139 287 583 319 226 1197
Aliran Langsung (Rd) 217 91 203 373 210 172 -
Air bawah tanah 76 48 84 210 109 54 -
Evaporasi (Et) 433 547 383 1065 415 510 597
Rg/R 26 35 32 36 34 24 -
(Catatan) Sumber: Lvovich 1973
(3) Perhitungan tentang kemungkinan evaporasi
Rumus perhitungan adalah rumus Blaney-Criddle, rumus Penman, dan rumus Thornthwaite etc. Disini, digunakan rumus Blaney-Criddle dimana menggunakan metode sederhana garis longitudinal dan temperatur dari lokasi proyek. Juga dapat digunakan nilai pengamatan dari evaporasi dari permukaan air bebas.
(a) Metode perhitungan
1. Rumus Blaney-Criddle
dimana,
u : Evaporasi bulanan (mm)
K : Koefisien dari tanaman bulanan
P : Angka bulanan dari penyinaran matahari tahunan (%) t : Temperatur rata-rata bulanan (0C)
2. Temperatur rata-rata bulanan dan angka bulanan dari penyinaran matahari tahunan ¾ Temperatur rata-rata bulanan ; Menggunakan temperatur pada wilayah aliran air
dari lokasi dam
¾ Angka bulanan dari penyinaran matahari tahunan ; Diperoleh dengan garis lintang pada wilayah aliran air dari lokasi dam
Di belahan bumi utara, gunakan Tabel 3-3.2, dan di belahan bumi selatan, gunakan Tabel 3-3.3.
3. Nilai K
Tergantung pada kondisi vegetasi. Disini sebagai titik konstan adalah 0.6. u = K.P.
100 ( 45.7t + 813 )
(b) Contoh Perhitungan
1. Kondisi: Posisi dari wilayah aliran air garis lintang 160 N 2. Perhitungan dari kemungkinan evaporasi: Tabel 3-3.4
(4) Perhitungan evaporasi
Ditunjukkan dalam Tabel 3-3.4, evaporasi bulanan diperoleh dengan nilai lebih rendah dari curah hujan atau kemungkinan evaporasi.
(5) Membuat data aliran bulanan
Membuat data aliran bulanan dengan prosedur ditunjukkan Tabel 3-3.5. Membuat bulanan berarti data debit air pada lokasi dan dengan rumus berikut.
Aliran bulanan ((4) dari Tabel 1-5) 1 Q(i) = X CA X 106 X
1000 86,400 X n
dimana,
Q(i) : Rata-rata debit air bulanan pada lokasi dam dalam ‘i (bulan)’ (m3/s) CA : Wilayah aliran air (km2)
n : Jumlah hari dalam bulan
Debit air pada kasus dari wilayah aliran air adalah 300 km2 yang ditunjukkan Tabel 1-5. Sebagai tambahan, perbandingan aliran air dasar ke total aliran air (25%) dan distribusi bulanan dari aliran air dasar (konstan) dapat dianalisa dalam respon terhadap karakteristik dari aliran air pada wilayah aliran air.
Tabel 3-3.2 Angka Bulanan dari Penyinaran Matahari Tahunan (Belahan Bumi Utara) (%)
North Jan. Feb. M ar. Apr. M ay Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. Latitude 65 3.52 5.13 7.96 9.97 12.72 14.15 13.59 11.18 8.55 6.53 4.08 2.62 64 3.81 5.27 8.00 9.92 12.50 13.63 13.26 11.08 8.56 6.63 4.32 3.02 63 4.07 5.39 8.04 9.86 12.29 13.24 12.97 10.97 8.56 6.73 4.52 3.36 62 4.31 5.49 8.07 9.80 12.11 12.92 12.73 10.87 8.55 6.80 4.70 3.65 61 4.51 5.58 8.09 9.74 11.94 12.66 12.51 10.77 8.55 6.88 4.86 3.91 60 4.70 5.67 8.11 9.69 11.78 12.41 12.31 10.68 8.54 6.95 5.02 4.14 59 4.86 5.76 8.13 9.64 11.64 12.19 12.13 10.60 8.53 7.00 5.17 4.35 58 5.02 5.84 8.14 9.59 11.50 12.00 11.96 10.52 8.53 7.06 5.30 4.54 57 5.17 5.91 8.15 9.53 11.38 11.83 11.81 10.44 8.52 7.13 5.42 4.71 56 5.31 5.98 8.17 9.48 11.26 11.68 11.67 10.36 8.52 7.18 5.52 4.87 55 5.44 6.04 8.18 9.44 11.15 11.53 11.54 10.29 8.51 7.23 5.63 5.02 54 5.56 6.10 8.19 9.40 11.04 11.39 11.42 10.22 8.50 7.28 5.74 5.16 53 5.68 6.16 8.20 9.36 10.94 11.26 11.30 10.16 8.49 7.32 5.83 5.30 52 5.79 6.22 8.21 9.32 10.85 11.14 11.19 10.10 8.48 7.36 5.92 5.42 51 5.89 6.27 8.23 9.28 10.76 11.02 11.09 10.05 8.47 7.40 6.00 5.54 50 5.99 6.32 8.24 9.24 10.68 10.92 10.99 9.99 8.46 7.44 6.08 5.65 48 6.17 6.41 8.26 9.17 10.52 10.72 10.81 9.89 8.45 7.51 6.24 5.85 46 6.33 6.50 8.28 9.11 10.38 10.53 10.65 9.79 8.43 7.58 6.37 6.05 44 6.48 6.57 8.29 9.05 10.25 10.39 10.49 9.71 8.41 7.64 6.50 6.22 42 6.61 6.65 8.30 8.99 10.13 10.24 10.35 9.62 8.40 7.70 6.62 6.39 40 6.75 6.72 8.32 8.93 10.01 10.09 10.22 9.55 8.39 7.75 6.73 6.54 38 6.87 6.79 8.33 8.89 9.90 9.96 10.11 9.47 8.37 7.80 6.83 6.68 36 6.98 6.85 8.35 8.85 9.80 9.82 9.99 9.41 8.36 7.85 6.93 6.81 34 7.10 6.91 8.35 8.80 9.71 9.71 9.88 9.34 8.35 7.90 7.02 6.93 32 7.20 6.97 8.36 8.75 9.62 9.60 9.77 9.28 8.34 7.95 7.11 7.05 30 7.31 7.02 8.37 8.71 9.54 9.49 9.67 9.21 8.33 7.99 7.20 7.16 28 7.40 7.07 8.37 8.67 9.46 9.39 9.58 9.17 8.32 8.02 7.28 7.27 26 7.49 7.12 8.38 8.64 9.37 9.29 9.49 9.11 8.32 8.06 7.36 7.37 24 7.58 7.16 8.39 8.60 9.30 9.19 9.40 9.06 8.31 8.10 7.44 7.47 22 7.67 7.21 8.40 8.56 9.22 9.11 9.32 9.01 8.30 8.13 7.51 7.56 20 7.75 7.26 8.41 8.53 9.15 9.02 9.24 8.95 8.29 8.17 7.58 7.65 18 7.83 7.31 8.41 8.50 9.08 8.93 9.16 8.90 8.29 8.20 7.65 7.74 16 7.91 7.35 8.42 8.47 9.01 8.85 9.08 8.85 8.28 8.23 7.72 7.83 14 7.98 7.39 8.43 8.43 8.94 8.77 9.00 8.80 8.27 8.27 7.79 7.93 12 8.06 7.43 8.44 8.40 8.87 8.69 8.92 8.76 8.26 8.31 7.85 8.01 10 8.14 7.47 8.45 8.37 8.81 8.61 8.85 8.71 8.25 8.34 7.91 8.09 8 8.21 7.51 8.45 8.34 8.74 8.53 8.78 8.66 8.25 8.37 7.98 8.18 6 8.28 7.55 8.46 8.31 8.68 8.45 8.71 8.62 8.24 8.40 8.04 8.26 4 8.36 7.59 8.47 8.28 8.62 8.37 8.64 8.58 8.23 8.43 8.10 8.34 2 8.43 7.63 8.49 8.25 8.55 8.29 8.57 8.53 8.22 8.46 8.16 8.42
Tabel 3-3.3 Angka Bulanan dari Penyinaran Matahari Tahunan (Belahan Bumi Selatan) (%)
(Catatan) Bagian Selatan lebih daripada garis lintang 50°S akan dihitung menggunakan contoh dari Tabel 3-3.2. Secara nyata, angka bulanan dari garis lintang selatan adalah berhubungan dengan bulan yang ditunjukkan di bawah garis lintang utara.
Lintang Sel. - Lintang Ut. Januari - Juli Februari - Agustus Maret - September April - Oktober Mei - November Juni - Desember
Lintang Sel. - Lintang Ut. Juli - Januari Agustus - Februari September - Maret Oktober - April November - Mei Desember - Juni
South Jan. Feb. M ar. Apr. M ay Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec. Latitude 0 8.50 7.67 8.49 8.22 8.49 8.22 8.50 8.49 8.21 8.49 8.22 8.50 2 8.55 7.71 8.49 8.19 8.44 8.17 8.43 8.44 8.20 8.52 8.27 8.55 4 8.64 7.76 8.50 8.17 8.39 8.08 8.20 8.41 8.19 8.56 8.33 8.65 6 8.71 7.81 8.50 8.12 8.30 8.00 8.19 8.37 8.18 8.59 8.38 8.74 8 8.79 7.84 8.51 8.11 8.24 7.91 8.13 8.12 8.18 8.62 8.47 8.84 10 8.85 7.86 8.52 8.09 8.18 7.84 8.11 8.28 8.18 8.65 8.52 8.90 12 8.91 7.91 8.53 8.06 8.15 7.79 8.08 8.23 8.17 8.67 8.58 8.95 14 8.97 7.97 8.54 8.03 8.07 7.70 7.08 8.19 8.16 8.69 8.65 9.01 16 9.09 8.02 8.56 7.98 7.96 7.57 7.94 8.14 8.14 8.78 8.72 9.17 18 9.18 8.06 8.57 7.93 7.89 7.50 7.88 8.10 8.14 8.80 8.80 9.24 20 9.25 8.09 8.58 7.92 7.83 7.41 7.73 8.05 8.13 8.83 8.85 9.32 22 9.36 8.12 8.58 7.89 7.74 7.30 7.76 8.00 8.13 8.86 8.90 9.38 24 9.44 8.17 8.59 7.87 7.65 7.24 7.68 7.95 8.12 8.89 8.96 9.47 26 9.52 8.28 8.60 7.81 7.56 7.07 7.49 7.90 8.11 8.94 9.10 9.61 28 9.61 8.31 8.61 7.79 7.49 6.99 7.40 7.85 8.10 8.97 9.19 9.74 30 9.69 8.33 8.63 7.75 7.43 6.94 7.30 7.80 8.09 9.00 9.24 9.80 32 9.76 8.36 8.64 7.70 7.34 6.85 7.20 7.73 8.08 9.04 9.31 9.87 34 9.88 8.41 8.65 7.68 7.25 6.73 7.10 7.69 8.06 9.07 9.38 9.99 36 10.06 8.53 8.67 7.61 7.16 6.59 6.99 7.59 8.06 9.15 9.51 10.21 38 10.14 8.61 8.68 7.59 7.07 6.46 6.87 7.51 8.05 9.19 9.60 10.34 40 10.24 8.65 8.70 7.54 6.96 6.33 6.73 7.46 8.04 9.23 9.69 10.42 42 10.39 8.72 8.71 7.49 6.85 6.20 6.60 7.39 8.01 9.27 9.79 10.57 44 10.52 8.81 8.72 7.44 6.73 6.04 6.45 7.30 8.00 9.34 9.91 10.72 46 10.68 8.88 8.73 7.39 6.61 5.87 6.30 7.21 7.98 9.41 10.03 10.90 48 10.85 8.98 8.76 7.32 6.45 5.69 6.13 7.12 7.96 9.47 10.17 11.09 50 11.03 9.06 8.77 7.25 6.31 5.48 5.98 7.03 7.95 9.53 10.32 11.30
Tabel 3-3.4 Contoh Perhitungan dari Kemungkinan Evaporasi dan Evaporasi Nyata
(Catatan) (1): data diperoleh (2): dari Tabel 3-3.2 (3): jumlah yang disisipkan diperoleh nilai evaporasi dari permukaan air.
Tabel 3-3.5 Contoh Perhitungan dari Aliran Sungai
(Catatan) (3)Aliran dasar: keseragaman distribusi 434.3×0.25 = 108.6 mm ke setiap bulan
‡ @Tem perature ‡ AM onthly rate of annual sunshine ‡ CRainfall‡ DReal evaporation M onth t p sm aller value of ‡ B and ‡ C ( Ž) (%) (m m ) (m m ) Jan. 22.1 7.91 86.4 ( 91.0 ) 8.5 8.5 Feb. 24.7 7.35 85.6 ( 106.4 ) 16.8 16.8 M ar. 27.2 8.42 103.8 ( 129.7 ) 38.3 38.3 Apr. 28.9 8.47 108.4 ( 138.2 ) 62.3 62.3 M ay 28.4 9.01 114.2 ( 116.3 ) 170.0 114.2 Jun. 27.7 8.85 110.4 ( 91.1 ) 180.3 110.4 Jul. 27.1 9.08 111.8 ( 81.2 ) 202.9 111.8 Aug. 27.0 8.85 108.7 ( 72.7 ) 197.7 108.7 Sep. 27.1 8.28 101.9 ( 74.6 ) 207.7 101.9 O ct. 26.5 8.23 100.0 ( 79.7 ) 123.0 100.0 Nov. 24.1 7.72 88.6 ( 73.4 ) 30.2 30.2 Dec. 22.0 7.83 85.4 ( 80.2 ) 17.9 17.9 Total 1,205.2 (1,134.5 ) 1,255.6 821.0 ‡ BPossible evaporation from Blaney-Criddle form ula (m m )
‡ @Runoff ‡ ADirect runoff ‡ BBase runoff ‡ CM onthly runoff M onth ‡ C-‡ D of Chart 1-4 ‡ @ ~0.75 (Note) ‡ A+‡ B (m m ) (m m ) (m m ) (m m ) (m3/s) Jan. 0 0 9.2 9.2 1.03 Feb. 0 0 8.3 8.3 1.03 M ar. 0 0 9.2 9.2 1.03 Apr. 0 0 8.9 8.9 1.03 M ay 55.8 41.9 9.2 51.1 5.72 Jun. 69.6 52.2 8.9 61.1 7.07 Jul. 91.1 68.3 9.2 77.5 8.69 Aug. 89.0 66.8 9.2 76.0 8.51 Sep. 105.8 79.4 8.9 88.3 10.22 Oct. 23.0 17.3 9.2 26.5 2.96 Nov. 0 0 8.9 8.9 1.03 Dec. 0 0 9.2 9.2 1.03 Total 434.3 325.7 108.6 434.3 ‡ DM onthly m ean discharge
Ref. 3-4 Contoh dari Penggunaan Topografi Alamiah dan Berbagai Variasi Bangunan Buatan Manusia
1. Penggunaan saluran irigasi yang ada dan kolam yang dibentuk secara alamiah oleh arus bawah dari jatuhan.
Sungai Headrace Sungai Power house Penstock Spillway
Saluran irigasi Headtank Saringan Intake weir
2. Air intake berasal dari dua sungai Headrace Intake weir Sungai Intake weir Headtank Screen Penstock Power house Tailrace Sungai
3. Menggunakan sebuah bangunan jatuhan ketinggian dari saluran irigasi yang ada Intake Headtank Saluran irigasi Head drop structure Penstock Power house
4. Menggunakan sebuah bangunan jatuhan ketinggian dari saluran irigasi yang ada Sungai Intake Headrace Jalan Saluran irigasi Headtank Penstock Power house Tailrace Spillway
4. TAHAP PELAKSANAAN SURVEI
UNTUK PLTMH
4.1. Tujuan Pelaksanaan Survei
Tujuan dari melakukan survei lokasi untuk mikrohidro adalah untuk mengeathui dan menyelidiki lokasi-lokasi pembangkit dan wilayah suplai dalam rangka untuk mengevaluasi kelayakan dari pelaksanaan proyek dan mendapatkan informasi untuk rencana pelistrikan. Salah satu kegiatan penting dari pelaksanaan survei lokasi adalah untuk mengukur debit air dan head yang dapat digunakan untuk pembangkit listrik mikrohidro. Penyelidikan tentang lokasi intake, rute saluran air, lokasi rumah pembangkit, jalur transmisi dll, juga dilakukan untuk menilai kelayakan dari lokasi-lokasi proyek.
Survei kebutuhan daya merupakan hal yang penting dalam perencanaan dari sistem kelistrikan. Data sosial ekonomi seperti jumlah rumah tangga dan fasilitas umum pada lokasi yang akan disuplai, potensi ekonomi dan industri-industri lokal yang tersedia yang akan menggunakan listrik, kesanggupan masyarakat lokal untuk membayar listrik dan kemampuan masyarakat lokal untuk menerima skema kelistrikan dicari selama survei identifikasi.
4.2 Persiapan untuk Identifikasi Lokasi
Untuk mencapai efektifitas dan keberhasilan identifikasi lokasi, adalah penting untuk melakukan persiapan seperti mengumpulkan informasi yang tersedia, merencanakan kecukupan alat-alat dan jadwal dari aktivitas-aktivitas survei terlebih dahulu.
4.2.1 Pengumpulan informasi dan persiapan
Sebagai informasi awal, peta topografi skala 1/50,000 dipersiapkan untuk mengecek topografi dari lokasi dan desa-desa target, daerah tangkapan air, penyebaran desa-desa dan akses jalan. Informasi lebih akurat untuk akses lokasi dapat dikumpulkan dengan menghubungi orang lokal yang berkepentingan.
Disiapkan perbanyakan peta topografi skala 1/50,000 dan peta rute dengan perbesaran 200% sampai dengan 400% untuk pekerjaan lapangan.
Periksa lembaran daftar dan wawancara yang juga disiapkan untuk setiap identifikasi lokasi.
4.2.2 Rencana persiapan identifikasi lokasi
Meskipun mungkin dibutuhkan jika terjadi penyimpangan dari rencana dan jadwal awal berkenaan dengan kondisi lokasi, adalah penting untuk membuat rencana dan jadwal yang cukup untuk kegiatan identifikasi lokasi lebih dahulu. Adalah juga perlu untuk berkoordinasi dengan instansi lokal yang berkompeten untuk memastikan keamanan dan keberhasilan dari aktifitas-aktifitas identifikasi yang dilakukan. Karena sebagian besar lokasi-lokasi mikrohidro terletak di daerah pegunungan dan wilayah terisolasi, sehingga memerlukan waktu lebih lama untuk melakukan kegiatan identifikasi lokasi. Oleh karena itu, jadwal yang cukup harus dipertimbangkan untuk memiliki waktu yang cukup untuk pekerjaan lapangan. Juga, pengukuran dan kegiatan-kegiatan lain untuk identifikasi lokasi harus diperhitungkan. Pengecekan lembar daftar dan wawancara harus disiapkan sebelumnya untuk efisiensi kegiatan-kegiatan yang dibutuhkan dari identifikasi lokasi. 4.2.3 Peralatan yang diperlukan untuk identifikasi lokasi
Peralatan yang dibutuhkan untuk persiapan identifikasi lokasi tergantung pada tujuan dan ketepatan dan kondisi lokasi. Peralatan pokok adalah sebagai berikut :
Tabel 4.1 Sebuah contoh lembaran periksa dari peralatan pokok untuk identifikasi lokasi
Peralatan Peralatan
○ Peta rute ○ Altimeter
○ Peta Topografi ○ GPS (tipe portable)
○ Jadwal identifikasi ○ Camera, Film
○ Daftar pemeriksaan ○ Current meter
○ Lembaran wawancara ○ Pengukur jarak, meteran
Peta geologiap ○ Hand level
Foto aerial ○ Skala konvek (2-3m)
Laporan yang terkait Palu
P eta , L emb ar an Clinometer
○ Catatan lapangan Pisau
○ Skala Sekop
○ Pensil ○ Obor, Lampu senter
○ Penghapus Tempat barang-barang contoh seleksi
○ Pensil warna Label
Penyekat kertas ○ Kompas
Stop watch
Alat tu
lis
Peralatan Baterai Catatan: ○: peralatan yang diperlukan pada saat identifikasi awal
4.3 Survei untuk Garis Besar Lokasi Proyek
Pertama kali identifikasi lokasi, sebuah survei dilakukan pada hal-hal berikut di lokasi dari fasilitas pembangkit dan sekitar wilayah yang akan disuplai daya listrik.
(1) Kondisi jalan ke lokasi
Peralatan dan mesin yang digunakan dalam konstruksi dan operasi pembangkit mikrohidro lebih kecil dan lebih ringan daripada yang digunakan pembangkit biasa. Peralatan dan mesin ini dalam beberapa kasus dapat dibawa dengan menggunakan kendaraan biasa atau secara manual.
Membangun pembangkit listrik skala kecil mikro-hidro dibutuhkan sebuah pertimbangan tertentu yang hati–hati untuk menggunakan sebuah metode transportasi selain daripada penggunaan jalan atau kendaraan yang ada. Konstruksi dari sebuah akses jalan baru dapat menjadi sebuah faktor yang dapat dipertimbangkan secara ekonomi mengurangi nilai dari sebuah proyek. Lebih lanjut, dalam kasus di daerah pegunungan, mungkin ada hambatan jalan (sebelumnya digunakan untuk tempat pemotongan pohon, dll) dimana sulit untuk menemukan karena telah tertutup oleh vegetasi, adalah penting untuk mewancarai masyarakat lokal mengenai sebuah jalan seperti yang ada tersebut.
(2) Situasi sistem yang ada dan rencana ke depan
Walaupun untuk sebuah lokasi proyek dimana pembangunan dari sebuah sistem yang diasumsikan mandiri, sebuah survei harus dilakukan pada bagian akhir lokasi, rute dan tegangan, dll. dari sistem yang ada (terdekat) dan juga pada keberadaan dari rencana rehabilitasi dan perluasan untuk sistem tersebut.
(3) Situasi penggunaan air sungai
Keberadaan dari fasilitas-fasilitas yang menggunakan air sungai, volume air dan rencana kedepan lain yang relevan mengenai sebuah sungai dimana sebuah pembangkit listrik tenaga air direncanakan akan dibangun dengan menggunakan air tersebut harus disurvei. Bagian sungai yang airnya akan digunakan untuk pembangkit listrik harus ditentukan -dengan tidak hanya mengambil asumsi bagian resesi tetapi juga kemungkinan dari sebuah pergantian dari posisi intake air dan jalur air pada tahap formulasi proyek- ke dalam pertimbangan.
Ketika sebuah terjunan atau lembah curam digunakan untuk pembangkit listrik, maka informasi lokal tentang terjunan atau lembah yang bersangkutan harus diperoleh bersama dengan sebuah survei pada aturan legal yang relevan.
(4) Keberadaan dari rencana-rencana pembangunan/proyek lain
Suatu survei harus dilakukan pada keberadaan dari rencana/proyek pembangunan yang lain dalam hal jalan, tanah pertanian, perumahan dan pariwisata yang kemungkinan berpengaruh pada rencana lokasi proyek dan/atau daerah sekitarnya.
(5) Bangunan sipil dalam area yang berdekatan dan material yang digunakan
Banyak bangunan sipil untuk pembangkit tenaga air skala kecil yang mirip dengan fasilitas-fasilitas irigasi dan fasilitas jalan aliran air, dimana bahan-bahan untuk proyek sering diperoleh dekat dengan lokasi proyek yang direncanakan.
Penggunaan kontraktor, sumberdaya manusia dan bahan-bahan lokal dilibatkan dalam konstruksi sipil adalah penting dari sudut pandang mengurangi biaya konstruksi, kontribusi ekonomi lokal dan kepastian kemudahan perawatan dan perbaikan. Sebuah survei harus dilakukan pada bangunan sipil yang mirip dalam wilayah yang berdekatan dari sebuah lokasi proyek untuk memperoleh referensi bahan material yang berguna untuk perencanaan dan disain proyek
(6) Permukaan topografi alamiah saat ini dan bangunan yang ada yang digunakan untuk pembangkit listrik
Ketika saluran irigasi yang ada dan saluran air yang mirip digunakan (termasuk pelebaran dan/atau penguatan) sebagai sebuah jalan air untuk stasiun pembangkit, adalah perlu untuk mengecek bagian melintang, kemiringan dan volume air langsung yang lewat, dll dari sebuah saluran.
(7) Keberadaan dari permukaan tanah yang penting dan tumbuhan yang ada
Meskipun skala kecil sebuah pembangkit listrik tenaga air memerlukan beberapa perubahan pada topografi lokal. Ketika permukaan tanah dan tumbuhan penting berada di sepanjang rute yang direncanakan dari jalur air, maka harus hati-hati dalam persetujuan dengan pemiliknya. Untuk tujuan ini, lokasi dan kondisi mereka, dll, didiskusikan terlebih dahulu dengan orang yang bersangkutan seperti pemilik tanah dan wakil dari pemerintahan setempat.
4.4 Penjelasan tentang kondisi geologi yang mempengaruhi stabilitas dari struktur sipil utama
Survei pada stabilitas tanah, terutama permukaan tanah, diperlukan untuk pembangunan dari sebuah pembangkit tenaga air skala kecil karena (i) bangunan yang ditunjukkan sebagian besar adalah bangunan sipil utama (ii) rute dari saluran air pada sebuah kemiringan sisi bukit. Penelitian harus dihasilkan dalam bentuk sketsa gambar (berdasarkan gambar 4.1) untuk tujuan referensi untuk menentukan bangunan dasar dari setiap bangunan sipil.
Gambar 4.1 Sebuah sketsa geologi yang didasarkan pada pengamatan lokasi
4.5 Survei pada Lokasi untuk Struktur Sipil
Sebagaimana ketidakcukupan untuk membangun sebuah rute jalur air berdasarkan pada peta topografi dan informasi relevan lain yang ada untuk perencanaan sebuah pembangkit listrik tenaga mikrohidro, identifikasi lapangan dengan seorang perencana adalah penting. Penemuan dari identifikasi lapangan akan mempunyai peran yang besar dalam menentukan keberhasilan atau kegagalan dari sebuah proyek.
Hal-hal yang harus diperiksa selama survei ini secara kasar di daftar di atas. Adalah perlu untuk mengulang identifikasi lapangan dalam jalur dengan hasil kemajuan dari perencanaan dan disain. Ketika ketidakpastian terjadi, terutama sekali pada tahap disain, verifikasi lapangan adalah penting.
Lebih daripada itu, dalam survei ini, dalam pikiran seorang perencana harus menjaga permintaan yang diharapkan. Bagaimanapun survei ini harus dilakukan bersamaan dengan survei permintaan.
Adalah penting tidak hanya memilih lokasi yang memungkinkan untuk fasilitas-fasilitas individu seperti dam intake dan jalur air, dll. tetapi juga hati-hati menguji ikatan mereka dengan situasi dan lokasi setempat.
Untuk pembangunan mikro-hidro, penggunaan maksimal dari permukaan topografi adalah penting dari sudut pandang pengurangan biaya. Ini, bagaimanapun, perlu untuk melakukan survei berdasar pada pemahaman penuh dari hal-hal yang didiskusikan di “Bab 5, 5.3. Seleksi Lokasi untuk Struktur Sipil Utama”.
4.6 Pengukuran Debit Air
Pada kasus dimana perkiraan debit air sungai pada lokasi proyek adalah memungkinkan karena berdasarkan pada data yang disediakan oleh stasiun pengukuran terdekat, tidak ada kebutuhan khusus untuk mengukur debit air.
Ketika data-data seperti itu sulit diperoleh, sejumlah pembangkit yang berhenti karena kekurangan debit air, dampak yang signifikan yang digunakan pada kasus sebuah mikro hidro, membuatnya sangat penting untuk mengecek volume air pada saat debit air sedang kecil. Ini, bagaimanapun, lebih baik untuk mengukur debit air sungai di musim kemarau dengan metode sederhana untuk memastikan ketepatan dari estimasi durasi debit air. Pengukuran dari debit air yang harus ditemukan menjadi penting, periode pengamatan harus hati-hati ditentukan berdasarkan pada data-data curah hujan yang lalu dan informasi lain yang relevan.
Adalah juga perlu untuk mengecek dan mengevaluasi hasil pengamatan dalam hubungannya dengan karakter (sebagai contoh, tahun kekeringan atau tahun basah) dari tahun pengamatan berdasarkan pada data-data curah hujan yang lalu, dll.
Metode pengukuran debit air, frekuensi dan unit observasi tingkat air dapat disederhanakan dalam perlakuan berikut untuk mengurangi biaya survei.
(1) Metode pengukuran aliran air
Sebuah metode pengukuran debit air dimana merupakan metode yang sesuai untuk kondisi sungai dapat diadopsi. [Referensi 4-1: Metode sederhana dari pengukuran aliran air]
(2) Frekuensi dari pengukuran aliran air
Pada prinsipnya, pengukuran debit air harus dilakukan minimal 3 kali dalam setahun untuk menganalisa hubungan antara level air dengan debit air dalam kisaran diatas asumsi maksimum debit air.
(3) Unit observasi level air
Peralatan pengukuran harus diset pada titik dekat dengan titik observasi aliran dimana secara visual pengamatan level air dapat lebih mudah dilakukan.
4.7 Pengukuran Head
Ketinggian antara titik intake dan bak penenang dan ketinggian antara bak penenang dan titik keluar air harus diukur. Pada awal tahap perencanaan, bagaimanapun, adalah mungkin cukup untuk mengukur ketinggian antara lokasi bak penenang yang direncanakan dan level keluaran/buangan air.
Sementara sebuah survei ketinggian dapat digunakan untuk tujuan pengukuran, sebuah metode pengukuran ketinggian lebih sederhana mungkin cukup. [Referensi 4-2: Metode sederhana dari pengukuran ketinggian].
4.8 Survei Permintaan
4.8.1 Metode survei permintaan
Terdapat berbagai tipe permintaan fasilitas daya untuk pembangkit listrik tenaga air skala kecil sebagai respon kepada karakteristik dari wilayah sasaran untuk pembangunan. Untuk pengembangan rencara persiapan, pemahaman yang akurat dari fasilitas daya yang diminta di wilayah sasaran untuk pembangunan adalah penting.
Apa yang penting untuk memastikan efisiensi dan kegunaan dari sebuah survei permintaan adalah untuk memperkirakan tingkat permintaan yang sedikit lebih tinggi daripada skala yang diasumsikan dari pembangkit listrik dalam pandangan tentang kecukupan merespon kepada skala dari pembangunan dan fluktuasi musiman dari permintaan daya.
4.8.2 Beberapa hal dalam survei permintaan
Beberapa hal mengenai survei permintaan dijelaskan dibawah ini. Jika ada lebih dari satu permintaan fasilitas, maka untuk setiap fasilitas sebaiknya disurvei.
(1) Lokasi
Rute dan jarak yang sesuai, dll. untuk setiap permintaan fasilitas daya harus diperiksa terlebih dahulu untuk menguji jaringan transmisi dan distribusi yang optimal.
(2) Pemilik
Pendapat dan keinginan dari pemilik permintaan fasilitas yang tergantung pada pengenalan dari sebuah sumber pembangkit listrik baru, harus dijelaskan.
(3) Jenis dan kualitas peralatan yang dibutuhkan
Situasi dari penggunaan daya oleh alat-alat (untuk tenaga penggerak, pemanas, pencahayaan, kontrol listrik, dll) dan tingkat keakuratan yang diinginkan (dalam hal fluktuasi tegangan dan fluktuasi frekuensi yang diperbolehkan) harus disurvei.
(4) Kapasitas peralatan, dll
Kapasitas peralatan, tingkat konsumsi daya dan tarif listrik (atau perkiraan tarif listrik dalam kasus perencanaan) harus disurvei.
(5) Jangka waktu penggunaan
Ada fluktuasi musiman atau harian dari penggunaan daya dan kisaran dari fluktuasi harus disurvei.
(6) Tahun pemasangan dan jangka waktu pelayanan
Tahun (tanggal) instalasi dari setiap peralatan pembangkit dan umur pelayanannya atau periode yang direncanakan dari penggunaan harus disurvei.
(7) Masalah-masalah yang berhubungan dengan pemadaman listrik
Masalah-masalah dan kerugian keuangan yang dihubungkan dengan sebuah pemadaman ke fasilitas permintaan daya harus disurvei.
4.9 Penyurveian
Penyurveian untuk disain-disain berikut harus dilakukan setelah identifikasi dari rute jalur air.
Sebuah pemahaman yang memadai tentang topografi lokal adalah penting dalam perencanaan pembangkit listrik tenaga air skala kecil terutama pada struktur sipil utama yang memiliki struktur terbuka. Penyurveian topografi terutama sekali dibutuhkan untuk struktur seperti fasilitas intake, bak penenang dan stasiun pembangkit, dll. yang masing-masing meliputi sebuah area yang luas, untuk memperbaiki ketepatan disain mereka. Pada umumnya, ketepatan dari penyurveian topografi sekitar struktur sipil cenderung pada interval 1/100 – 1/200 untuk pembangkit tenaga air skala kecil ke menengah. Bagaimanapun, ketepatan survei topografi sebaiknya dalam wilayah 1/500, secara prinsip, sudah cukup untuk suatu skema mikrohidro independen karena sebuah kesalahan pada survei topografi hampir tidak berpengaruh pada volume kerja untuk banguan kecil. Pada kasus jalur air dan akses jalan, dll. rute penyurveian (garis pusat dan bagian melintang penyurveian) mungkin cukup untuk tujuan perencanaan dan disain dan sebaiknya efektif dari sudut pandang pengurangan biaya, terutama sekali ketika rentang survei yang dibutuhkan panjang. Jalur-jalur ini bagaimanapun, harus ditentukan hati-hati berdasarkan pada hasil dari identifikasi lapangan yang dilakukan oleh perencana.
4.10 Survei Sosial Ekonomi
Dewasa ini, kebutuhan energi listrik yang memadai bagi masyarakat pedesaan tidak hanya untuk sekedar penerangan di malam hari, tetapi juga untuk kegiatan-kegiatan lain yang sifatnya lebih luas. Misalnya untuk menunjang sarana informasi dan komunikasi, hiburan dan juga kegiatan-kegiatan yang diarahkan untuk meningkatkan produktifitas. Bahkan di beberapa tempat, PLTMH yang dimiliki atau dikelola oleh kelembagaan lokal, telah dapat bermitra dengan pihak-pihak dari luar, baik itu pemerintah maupun swasta,
