EVALUASI KINERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
MIKRO HIDRODESAJAMUR GELE KECAMATAN PUTRI
BETUNGKABUPATEN GAYO LUES PROVINSI ACEH
TUGAS AKHIR
Diajukanuntukmelengkapisyaratpenyelesaian PendidikanSarjanaTeknikSipil
100404023
MUZAWIR HABIBI
Dosen Pembimbing
NIP. 19530504 198103 1 003
Ir. Alferido Malik
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Krisis listrik yang terjadi mendorong pengadaan pembangunan PLTMH sebagai upaya untuk memenuhi pasokan listrik Negara dan membantu masyarakat dalam melakukan aktivitas kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengan listik.PLTMH adalah jenis pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air sebagai sumber daya penghasil listrik sehingga dapat menghasilkan listrik.Semakin besar kapasitas alirannya dan ketinggian atau head nya dari instalasi,maka semakin besar energi listrik yang dapat dihasilkan.Debit aliran dan tinggi jatuh berbanding lurus dengan daya yang dihasilakn.
Dalam melakukan studi ini dilakukan pengumpulan data primer dan data sekunder.Data primer mencakup inventarisasi komponen PLTMH,mulai dari
intake,saluran pembawa,hingga rumah pembangkit(power house).Data sekunder
meliputi data curah hujan,topografi,as back drawing,catchment area,dll.Setelah data terkumpul dilanjutkan pada tahap analisa.
Analisa yang dilakukan meliputi pekerjaan Sipil dan Mekanikal Elektrikal, analisa hidrologi yang bertujuan untuk mengetahui daya yang dapat dihasilkan PLTMH dan analisa Finansial yang bertujuan untuk mengetahui kelayakan dari sisi ekonomi.
Study ini membahas bagaimana kinerja pembangkit listrik tenaga mikrohidro desa jamur gele kabupaten gayo lues apakah PLTMH layak untuk dikembangkan?Dari hasil perhitungan menunjukan bahwa perhitungan debit andalan dengan Metode F.J.Mock menghasilakan debit andalan 1.51 meter per detik dan daya yang dihasilkan 233,306 Kw dan dari perhitungan biaya yang diperlukan untuk pengembangan PLTMH Jamur Gele adalah Rp. 2.346.683.751 ,mengingat waktu pengembalian biaya pembangunan pada tahun ke-12 dari umur PLTMH yaitu 20 tahun,dan berdasarkan hasil analisa hidrologi dan finansialnya maka PLTMH msih layak untuk dikembangkan lagi.
Kata Kunci: debit, tinggi jatuh (head), energi listrik
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum.Wr.Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberi karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam ke atas Baginda Rasulullah Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehingga menjadi panutan dalam menjalankan setiap aktivitas kami sehari-hari, karena sungguh suatu hal yang sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah dalam menyelesaikan penulisan ini.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:
“Evaluasi Kinerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikro HidroDesa Jamur Gele Kecamatan Putri BetungKabupaten Gayo Lues Provinsi Aceh”
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :
1. Bapak Ir.Alferido Malikselaku Dosen Pembimbing, sekaligus orang tua bagi saya yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan saya hingga selesainya tugas akhir ini.
3. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, Ivan Indrawan, ST. MT . selaku Dosen Pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.
5. Ayahanda Drs.Hasan Basri MM dan Ibunda Hamidah Bsc tercinta yang telah banyak berkorban, memberikan motivasi hidup, semangat dan nasehat, saudara-saudari tercinta: Bribtu Majdi Hasan,Rahmah serta keluarga besar yang selalu mendoakan dan mendukung penulis.
6. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis.
8. Calon istriku Devi arlini putri yang selalu mengingatkan dan memotivasi saya Serta seluruh kawan-kawan seperjuangan saya angkatan 2010,Resdi,Afis,Akbar,Khairul,Rizqan,Maulana,Dhaka,Rizal yang selebihnya tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.
9.Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Juni 2016 Penulis,
DAFTAR ISI
2.1.1 Kelebihan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) ... 22
2.1.2 Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)... 23
2.2Tenaga Listrik dan Air ... 23
2.3Perencanaan Pembangunan PLTMH ... 25
2.3.1 Perencanaan Sipil ... 28
2.3.2 Perencanaan Elektromekanikal... 32
2.4Analisa Hidrologi ... 40
2.4.1 Curah Hujan ... 41
2.4.2 Distribusi Frekuensi Curah Hujan ... 45
2.4.3 Uji Distribusi Frekuensi Curah Hujan ... 49
2.4.4 PerhitunganDebitAndalan ... 51
2.5DebitAndalanMetodeMeteorologicalWaterBalanceDr.F.J.Mock ... 52
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 58
3.1Lokasi Penelitian ... 58
3.2Analisis Metode Meteorological Water Balance Dr.F.J Mock ... 58
3.3Analisis Debit Andalan ( Qn ) ... 60
3.4Klarifikasi Tinggi Jatuh ( head ) ... 60
3.5Menghitung Daya yang dihasilkan... 60
3.6Pengumpulan Data ... 60
3.7Prosedur Penelitian... 61
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ... 64
4.1 Kondisi Komponen-Komponen PLTMH ... 64
4.1.1Dam/Bendung Pengalih Intake (Diversion Weir dan Intake) ... 64
4.1.2Saluran Pembawa (Head Race) ... 65
4.1.3Saluran Pembuang (Spillway) ... 65
4.1.4Bak Penenang (Head Tank) ... 66
4.1.5Pipa Pesat (Penstock) ... 67
4.1.6Rumah Pembangkit (Power House) ... 68
4.1.7Jaringan Transmisi ... 69
4.2 Evaluasi Data ... 69
4.2.1Analisis Data Curah Hujan... 69
4.2.2Perhitungan Metode Emperis Debit Andalan Sungai ... 71
4.2.3Analisis Flow Duration (FDC) ... 86
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bagan sebuah PLTMH ... 9
Gambar 2.2 Desain Tiga Dimensi Dan Komponen-Komponen Intake Terkait . 8 Gambar 2.3Bendungan ... 10
Gambar 2.4 Intake ... 11
Gambar 2.5Saluran Pengalih ... 11
Gambar 2.6Pintu Intake ... 12
Gambar 2.7Saluran Pembawa ... 13
Gambar 2.8Bak Penenang ... 14
Gambar 2.9Sambungan Pipa Pesat ... 16
Gambar 2.10Potongan Memanjang dan Melintang Balok Penyangga ... 18
Gambar 2.11Turbin dan Generator ... 18
Gambar 2.12Power House ... 19
Gambar 2.13Efisiensi sistem yang spesifik untuk sebuah skema yang berjalanpada perencanaan aliran listrik ... 25
Gambar 2.14Poligon Thiessen pada DAS ... 43
Gambar 2.15Peta Isohyet ... 44
Gambar 3.1 Peta Lokasi PLTMH... 59
Gambar 3.2Diagram Alir Tugas Akhir ... 62
Gambar 4.1 Dam/Bendung Pengalih Intake (Diversion Weir dan Intake) ... 64
Gambar 4.2 Saluran Pembawa (Head Race) ... 65
Gambar 4.3 Saluran Pembuang (spillway) ... 66
Gambar 4.5 Pipa Pesat (Penstock) ... 67
Gambar 4.6 Power House Dan Generator ... 68
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Material Pipa Pesat... 31
Tabel 2.2 Daerah Operasi Turbin ... 33
Tabel 2.3Range kecepatan spesifik berbagai jenis turbin ... 35
Tabel 2.4Rumusan kecepatan spesifik berbagai jenis turbin ... 35
Tabel 2.5Putaran Generator Sinkron (rpm) ... 37
Tabel 2.6Run-away speed turbin, N maks/N ... 37
Tabel 2.7Nilai Variabel Reduksi Gauss ... 46
Tabel 2.8 Nilai K untuk Distribusi Log Normal ... 47
Tabel 2.9 Nilai K untuk distribusi Log Pearson III ... 48
Tabel 2.10 Standar Deviasi (Yn) untuk Distribusi Gumbel ... 50
Tabel 2.11 Reduksi Variat (YTR) sebagai fungsi periode ulang Gumbel ... 51
Tabel 2.12 Reduksi ... 52
Tabel 4.1 Curah Hujan Regional DAS Jamur Gele ... 70
Tabel 4.2 Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Jamur Gele 2003 ... 76
Tabel 4.3 Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Jamur Gele 2004 ... 77
Tabel 4.4 Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Jamur Gele 2005 ... 78
Tabel 4.5 Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Jamur Gele 2006 ... 79
Tabel 4.6 Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Jamur Gele 2007 ... 80
Tabel 4.7 Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai
Jamur Gele 2008 ... 81 Tabel 4.8 Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai
Jamur Gele 2009 ... 82 Tabel 4.9 Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai
Jamur Gele 2010 ... 83 Tabel 4.10 Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai
Jamur Gele 2011 ... 84 Tabel 4.11 Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai
DAFTAR NOTASI
A = Luas permukaan (m2) cos φ =Faktor daya
� = Regangan
eff = Efisiensi turbin
� = Modulus Elastisitas
F = Gaya (N)
g =Gayagravitasi(m/s2) h =Ketinggianefektif(m) H = Tinggi jatuh air efektif (m)
I =Arus (ampere)
L = Panjang Jarak antara angker pipa (m)
m = Massa (kg atau g)
NS =Kecepatan spesifik
N =Kecepatanputaranturbin(rpm)
η =Efisiensisaluran
P =Dayakeluaran secarateoritis (watt)
ph = Tekanan hidrostatis (N/m2)
Pout = Daya penerima(watt)
Pin =Dayapengirim(watt)
P = Tekanan (N/m2 = Pascal)
ρ =Massajenisfluida(kg/m3)
� = Tegangan(N/m2)
Pinturbin = Dayamasukanke turbin(kW)
Ploss =Daya rugidalam saluran(watt) Poutturbin = Daya keluarandariturbin(kW) Preal = Dayasebenarnyayangdihasilkan(kW Q =Debitair(m3/s)
� = Jari-jari pipa(m)
�� = Bilangan Reynold
�� = Tegangan pipa yang diizinkan (N/m2) �� = Tegangan pipa keadaan dingin(N/m2) �ℎ = Tegangan pipa keadaan panas (N/m2)
� = Tebal dinding pipa(m)
� = Viskositas(kg/m s)
V =Volume (m3 atau cm3)
