STUDI PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR DI KABUPATEN ROKAN HULU PROVINSI RIAU JURNAL

STUDI PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR DI

KABUPATEN ROKAN HULU PROVINSI RIAU

JURNAL

TEKNIK PENGAIRAN KONSENTRASI PERENCANAAN

TEKNIK BANGUNAN AIR

Diajukan untuk memenuhi persyaratan Memperoleh gelar Sarjana Teknik

CYNTHIA PUSPA LUVITA NIM. 125060407111034

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

MALANG

2017

STUDI PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR DI KABUPATEN ROKAN HULU PROVINSI RIAU

Cynthia Puspa Luvita1_{, Pitojo Tri Juwono}2_{, Prima Hadi Wicaksono}2

1_{Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya} 2_{Dosen Jurusan Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya}

1_{cynthia.luvita@gmail.com}

ABSTRAK

Sebagian besar wilayah provinsi Riau belum sepenuhnya mampu mengatasi defisit listrik, karena terbatasnya sumberdaya terbaharukan yang belum mampu mengatasi kebutuhan listrik di provinsi Riau. Dalam hal pemerataan penyediaan listrik, maka dimanfaatkan aliran sungai Rokan Kiri yang berpotensi untuk dijadikan PLTA yang nantinya diharapkan dapat mengatasi krisis energi listrik di Riau.

Studi ini dilakukan untuk mengetahui besarnya debit andalan, hidraulika dan dimensi bangunan PLTA, besarnya energi listrik paling efektif berdasarkan kelayakan teknis maupun ekonomi. Studi ini berlokasi di bendungan di sungai Rokan Kiri dengan memanfaatkan debit pada bendungan. Langkah awal pada studi ini adalah analisa debit yg digunakan untuk mendesain bangunan PLTA mulai dari intake, terowongan, penstock, dan tailrace, selain itu digunakan untuk mendesain turbin air, menghitung daya dan energy yang dihasilkan. Analisa ekonomi dalam studi ini menggunakan parameter BCR, NPV, IRR, Analisa Sensitivitas dan Payback Period.

Hasil analisa menunjukan debit andalan terpilih yang digunakan sebagai debitpembangkit adalah debit outflow dari simulasi waduk sebesar 55,82 m3_{/dt dan didapatkan tinggi jatuh efektif}

sebesar 9,97 m. PLTA dibangun dengan komponen bangunan sipil (pintu pengambilan, terowongan, pipa pesat, tangki gelombang, saluran pembuang, dan rumah pembangkit) dan komponen bangunan pembangkit (turbin dan hidromekanikal). Total biaya pembangunan sebesar 1,06 milyar rupiah dengan nilai BCR 1,54, NPV 574 milyar rupiah, IRR 10,64% dan Payback Period 11,9 tahun, sehingga pembangunan PLTA layak secara ekonomi.

Kata kunci: PLTA reservoir, debit, dimensi, energy listrik, kelayakan ekonomi

ABSTRACT

Most area in Riau province was not able to cope with electricity deficit, because of the limited renewable that have not been able to overcome the electricity needs in Riau province. Regarding even distribution of electricity service, Rokan Kiri river was utilized since it was potential for hydroelectric power plant and thus expected to be able in dealing with energy crisis in Riau.

This study was conducted to found out the value of Rokan Kiri river’s dependable discharge,, hydraulics and building dimension of hydroelectric power plant, amount of most effective electricity based on technical and economy feasibility. This study was located in reservoir of Rokan Kiri river by using flow in the reservoir. Initial stage of this study was calculating flow analysis wich used to design hydroelectric power plan building starting from intake, tunnels, penstock, dan tailrace, which also used to design turbine, calculating power and energy being generated. Economy analysis in this study was using BCR, NPV, IRR, Sensitivity Analysis and payback Period parameters.

Analysis result showed that selected dependable discharge which used as hydroelectric power plant flow would be outflow of reservoir simulation with 55,82 m3_{/dt and effective height would be} 9,97 m. hydroelectric power plant was built with civil building (intake, tunnels, penstock, surge tank, tailrace, and power house) and plant building components (turbine and hydromechanics). Total cost for this plant would be 1,06 billion rupiahs with BCR 1,54, NPV 574 billion rupiahs, IRR 10,64% and payback perid 11,9 years so that this project was considered feasible economically.

PENDAHULUAN

Sebagian besar wilayah provinsi Riau belum sepenuhnya mampu mengatasi defisit listriknya, bahkan masih sering terjadi pemadaman bergilir hampir enam jam di beberapa daerah. Hal ini terjadi akibat pasokan listrik yang masih jauh dari harapan dikarenakan lima pembangkit yang memasok listrik ke wilayah Riau masih belum mampu memenuhi kebutuhan listriknya.

Dalam hal penyediaan listrik, maka pemerintah memberlakukan pemerataan perluasaan jaringan ke daerah-daerah dan provinsi guna meningkatkan kapasitas energi yang merupakan sebuah investasi jangka panjang yang tak terhindarkan demi kesejahteraan masyarakat.

Tujuan dari studi ini adalah untuk memanfaatkan potensi sumber daya air yang ada di Wilayah Sungai Rokan Kabupaten Rokan Hulu provinsi Riau, dalam rangka pengadaan energi listrik untuk pemenuhan energi listrik masyarakat Riau. Serta sebagai sumber energi alternatif lain yang dapat menggantikan energi saat ini yang menggunakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui.

METODE Lokasi Studi

Lokasi rencana PLTA terletak pada bendungan yang terdapat di sungai Rokan. Sungai Rokan yang selanjutnya disebut dengan WS Rokan dengan luas kurang lebih 22.454 km2 merupakan suatu Wilayah Sungai yang berhulu di rangkaian Bukit Barisan yang memanjang pada sisi barat Pulau Sumatera, mengalir ke arah timur dan bermuara pada pantai timur Pulau Sumatera, di Selat Malaka. WS Rokan merupakan WS lintas provinsi, WS Rokan berada di wilayah Provinsi Sumatera Barat, Provinsi Sumatera Utara dan Provinsi Riau. Secara geografis WS Rokan terletak antara 99.622 BT – 101.809 BT serta 0.068 LU – 2.307 LU.

Klasifikasi PLTA

Klasifikasi pembangkit listrik tenaga air dapat dibedakan menjadi beberapa factor, yaitu:

1. Berdasarkan tujuan:

• Single Purpose • Multi Purpose

2. Berdasarkan teknis:

• PLTA Run of River (ROR) • PLTA Waduk (Tampungan) • PLTA Pompa

• PLTA Pasang Surut Air Laut

3. Bendasarkan Kapasitas PLTA:

• PLTA Mikro (100 – 1000kW) • PLTA Menengah (> 10.000 kW) • PLTA Tinggi (> 10.000 kW)

4. Berdasarkan Tinggi Jatuh:

• PLTA tekanan rendah (H < 15 m) • PLTA tekanan sedang (H 15 – 50

m)

• PLTA tekanan tinggi (H > 50 m)

5. Berdasarkan Topografi:

• Daerah lembah • Daerah bukit

• Daerah pegunungan

6. Berdasarkan Ekonomi:

• PLTA isolated grid • PLTA non isolated grid

PLTA Waduk (Tampungan)

PLTA waduk (tampungan) adalah PLTA yang mempunyai tampungan air yang ukurannya cukup untuk memungkinkan penampungan air kelebihan musim hujan guna musim kemarau yang dimaksud untuk mengatur pastinya aliran air yang lebih dari pada aliran alamiah maksimum.

Dalam waduk, biasanya PLTA dibangun dengan dilengkapi pompa untuk membangkitkan energi untuk beban puncak, tetapi pada waktu-waktu tertentu di luar itu airnya dipompa dari kolam air buangan ke kolam hulu untuk pemanfaatan yang akan datang. Pengembangan tenaga air pada umumnya meliputi sebuah bangunan sadap, suatu pipa pesat (penstock) untuk mengaliri air ke turbin, turbin-turbin

dengan mekanisme pengaturnya, dan generator

Gambar 1 Skema PLTA Waduk (Tampungan)

Debit Andalan

Debit andalah adalah besarnya debit yang tersedia guna memenuhi kebutuhan air dengan resiko kegagalan yang telah diperhitungan.

Dalam perencanaan debit desain perlu diperhatikan target keluaran energi yang bisa dihasilkan dari debit tersebut (Patty,1995:14). Jika debit direncanakan dengan menggunakan keandalan 100% (debit tersedia selama 365 hari) maka energi listrik akan selalu tersedia dengan daya tertentu namun akan ada debit yang terbuang pada aliran sungai dan hal ini jelas kurang menguntungkan. Dan jika debit didesain dengan keandalan 10% (debit tersedia dalam 36 hari) maka energi yang dihasilkan akan jauh lebih besar namun kemungkinan kejadian terjadi akan menurun dan desain bangunan akan menjadi tidak ekonomis.

Simulasi Pola Operasi Waduk untuk PLTA

Dalam simulasi pola operasi waduk untuk PLTA digunakan konsep beban puncak yaitu dengan mengalihkan debit dasar ke debit puncak dengan tujuan agar distribusi listrik lebih efisien dan efektif. Operasi waduk pada PLTA dioperasikan untuk keadaan sebagai berikut:

1. Operasi beban puncak dengan lama waktu operasi standard dalam satu hari selama 5 jam, mulai dari jam 17.00-22.00

2. Operasi beban dasar dengan lama waktu operasi standard dalam satu

hari selama 19 jam, mulai dari jam 23.00 – 16.00, jika terdapat debit lebih dari pemakaian operasi beban puncak.

Perencanaan Bangunan PLTA

PLTA yang direncanakan pada DAS Rokan Hulu merupakan jenis PLTA dengan kategori waduk (tampungan) meliputi: Pintu Pengambilan (Intake)

Desain pintu pembilas dihitung dengan persamaan (KP-04,1986:55):

Untuk aliran bebas: Q = 𝜇. 𝑏. 𝑎. 2. 𝑔. ℎ1 Untuk aliran tenggelam: Q = 𝜇. 𝑏. 𝑎. 2. 𝑔. (ℎ1 − ℎ2) Dengan: Q = debit (m3/det) µ = koefisien debit (0,5 – 0,7) a = bukaan pintu (m) b = lebar pintu (m)

g = percepatan gravitasi (m/det2) h1 = kedalaman air di hulu pintu (m) h2 = kedalaman air di hilir pintu (m) Bangunan Pembawa

Bangunan pembawa merupakan bangunan yang berfungsi untuk mengantarkan air atau membawa air mulai dari bangunan tengah menuju ke rumah pembangkit. Dalam studi ini bangunan pembawa terdiri dari terowongan, pipa pesat, dan tangki gelombang.

Terowongan Persamaan Mosonyi,D = 0,62.Q0,48 Persamaan Sarkaria,D = 0,62.(P0,43_{/ H}0,65₎ PersamaanFahlbush,D=0,52.H0,17_.(P/H)0,4 Dengan: D = diameter terowongan (m) Q = debit dalam pipa (m3/det) P = daya yang dibangkitkan (KW) H = tinggi jatuh bruto (m)

V = kecepatan aliran (m/det) A = luas penampang pipa (m2) Pipa Pesat PersamaanSarkaria,D = 3,55. _4.5.623 7,48 Persamaan ESHA, D = 97,:;_<=323 7,9>?8 Persamaan Dolands, D = 0,176.(P/H)0,466 Dengan: D = diameter penstock (m)

Q = debit pada penstock (m3/det) P = tenaga (HP)

H = tinggi jatuh (m) n = koef kekasaran pipa

hf = kehilangan tinggi tekan total (m) Tangki gelombang (Surge Tank)

Berikut ini adalah persamaan untuk menghitung luas Surge Tanks (Thoma): Ast = _4.C.D.E@A.BA

Dst = _7,48.G@FA

Dengan :

Ast = Luas Surge Tanks (m2)

Dst = Diameter Surge Tanks (m)

Lt = panjang terowongan (m)

At = Luas penampang Terowongan (m2)

H = Gross Head (m)

g = percepatan gravitasi (m2/s) c = koefisien thoma

Bangunan Pembuang

Bangunan pembuang digunakan untuk mengalirkan debit setelah melalui turbin meuju ke sungai, bangunan pembauang sendiri bisa direncanakan sesuai dengan kondisi lapangan, umunya bangunan pembuang direncanakan dengan tipe saluran terbuka (saluran tailrace).

Tinggi Jatuh Efektif

Tinggi jatuh efektif adalah selisih antara elevasi muka air pada bangunan pengambilan atau waduk (EMAW) dengan

tail water level (TWL) dikurangi dengan total kehilangan tinggi tekan (Ramos, 2000). Persamaan tinggi jatuh efektif adalah:

Heff = E.MAW – TWL – hl

Dimana:

Heff : tinggi jatuh efektif (m)

EMAW : elevasi muka air waduk atau hulu bangunan pengambilan (m)

TWL : tail water level (m)

Hl : total kehilangan tinggi tekan (m)

Gambar 2. Sketsa Tinggi Jatuh Efektif

Turbin Air

Dalam pemilihan jenis turbin harus diperhatikan karakteristik dari masing-masing turbin, turbin reaksi biasanya digunakan untuk pemangkit listrik dengan tinggi jatuh kecil sampai dengan sedang, sedangkan turbin impuls digunakan untuk tinggi jatuh yang besar. faktor lain yang perlu diperhatikan adalah tentang putaran (n) dan kecepatan spesifik turbin (Ns), karena kecepatan spesifik turbin merupakan karakteristik yang mendasari dalam perencanaan turbin. Dimana kedua parameter tersebut dihitung dengan persamaan :

NS = n_6J/LI

n = 947M N dimana:

Ns : kecepatan spesifik turbin (mkW) N : kecepatan putar/sinkron (rpm) P : daya (kW)

H : tinggi jatuh efektif (m) f : frekuensi generator (Hz) P : jumlah kutub generator

Nilai n bisa didapatkan dengan melakukan nilai coba-coba denan persamaan:

Turbin francis

n’ = 4::O_E atau n’ = 988:_E Turbin Propeller

n’ = 47>>_E atau n’ = 4?74_E Kavitasi dan Titik Pusat Turbin

Titik pusat turbin perlu diletakkan pada titik yang aman sehingga terhindar dari bahaya kavitasi. Kavitasi akan terjadi jika nilai σaktual < σkritis, dimana didapat dengan persamaan:

σc = PFQ,RL 87:4?

Hs = Ha – Hv – H. σ

Sedangkan titik pusat turbin dapat dihitung dengan persamaan:

Z = TWL + Hs + b Dimana:

Ns : kecepatan spesifik turbin (mkW) σc : koefisien thoma kritis

Ha : tekanan absolut atmosfer (Pa/gp) Hv : tekanan uap jenuh air (Pw/gp) H : tinggi jatuh effektif (m) Hs : tinggi hisap turbin (m) Z : titik pusat turbin TWL : tail water level

b : jarak pusat turbin dengan runner

(m)

Daya dan Energi

Keuntungan suatu proyek Pembangkit Listrik tenaga Air (PLTA) ditentukan dari besar daya yang dihasilkan dan jumlah energi yang dihasilkan tiap tahun.

Produksi energy tahunan dihitung berdasarkan besarnya tenaga andalan. Tenaga andalan dihitung berdasarkan debit andalan yang tersedia untuk pembangkitan energy listrik yang berupa debit outflow dengan periode n harian (Arismunandar, 2005):

P = 9,81 x Q x Heff x ηg x ηt

E = 9,81 x Heff x Q x ηg x ηt x 24 x n

= P x 24 x n Dimana:

P : daya yang dihasilkan (kW)

E : energi tiap tahun satu periode (kWh) H : tinggi jatuh effektif (m)

Q : debit outflow (m3/dt) ηg : effisiensi generator ηt : effisiensi turbin

n : jumlah hari dalam satu periode Analisa Ekonomi

Suato proyek dikatakan layak secara ekonomi apabila memenuhi indikator kelayakan ekonomi. Menurut Suyanto (2001:39) indikator yang sering dipakai dalam analisa ekonomi, yaitu:

Benefit Cost Ratio (BCR)

Benefit Cost Ratio (BCR) adalah

perbandingan antara nilai sekarang (present value) dari manfaat (benefit) dengan nilai sekarang (present value) dari biaya (cost). Secara umum rumus untuk perhitungan BCR ini adalah (Suyanto, 2001:39):

dengan:

PV = present value

BCR = perbandingan manfaat terhadap biaya (Benefit Cost Ratio)

Sebagai ukuran dari penilaian suatu kelayakan proyek dengan metode BCR ini adalah jika BCR > 1 maka proyek dikatakan layak dikerjakan dan sebaliknya.

Net Present Value (NPV)

Harga Net Present Value diperoleh dari pengurangan present value komponen benefit dengan present value komponen cost.

NPV = PV Komponen benefit – PV komponen cost

Dengan:

PV = present value NPV = Net Present Value

Dalam evaluasi kegiatan, nilai NPV pada suku bunga pinjaman yang berlaku harus mempunyai harga > 0. Jika NPV = 0, berarti kegiatan tersebut mempunyai tingkat pengembalian sama dengan nilai investasinya. Jika NPV > 0, maka kegiatan tersebut layak secara ekonomi.

Internal Rate of Return (IRR)

Internal Rate of Return merupakan nilai suku bunga yang diperoleh jika BCR

bernilai sama dengan 1, atau nilai suku bunga jika NPV bernilai sama dengan 0. Perhitungan nilai IRR ini dapat diperoleh dengan rumus sebagai berikut (Kodoatie, 1995:112):

dengan:

I’ : suku bunga memberikan nilai NPV

positif

I” = suku bunga memberikan nilai NPV negatif

NPV = selisih antara present value dari manfaat dari present value dari biaya

NPV’ = NPV positif

NPV” = NPV negatif Analisa Sensitivitas

Dalam penentuan nilai-nilai untuk keadaan sesudah proyek seperti produksi,

biaya dari manfaat dari PV PV BCR=

(

" '

)

" ' ' ' I I NPV NPV NPV I IRR − − + =

harga, dan lain-lain merupakan estimasi dari perencana, terdapat kemungkinan bahwa keadaan sebenarnya yang akan terjadi tidak sama dengan nilai estimasi tersebut. Dengan melakukan analisa sensitivitas, diharapkan dapat memperkirakan dampak yang akan terjadi apabila keadaan yang sebenarnya terjadi sesudah proyek tidak sama dengan estimasi awal.

Payback Period

Payback Period merupakan jangka waktu periode yang diperlukan untuk membayar kembali (mengembalikan) semua biaya-biaya yang telah dikeluarkan dalam investasi suatu proyek. Payback Period ini akan dipilih yang paling cepat dapat mengembalikan biaya investasi, makin cepat pengembaliannya makin baik dan kemungkinan besar akan dipilih.

Perhitungan payback period ini dapat diperoleh dengan rumus sebagai berikut:

b A I riode Payback Pe = dengan:

I : Besarnya biaya investasi yang diperlukan

Ab : Benefit bersih yang dapat

diperoleh pada setiap tahun HASIL DAN PEMBAHASAN Debit Andalan

Konsep perencanaan PLTA adalah dengan memanfaatkan debit yang terdapat pada waduk (tampungan) yang kemudian dialirkan menuju sistem PLTA secara

diversion dan akan dialirkan kembali menuju sungai.

Berdasarkan analisa inflow bulanan digunakan debit desain rencana untuk desain PLTA dengan keandalan tertentu, kemudian dilakukanlah simulasi waduk untuk menentukan daya terpasang dan debit yang dibutuhkan.

Debit yang dapat digunakan untukperencanaan PLTA adalah debit outflow total dari simulasi waduk, yaitu sebesar 55,82 m3/dt.

Komponen Bangunan PLTA

Komponen bangunan PLTA terdiri dari bangunan pengambilan (pintu intake), bangunan pembawa (terowongan dam

penstock) serta bangunan pembuang (tailrace). Berikut merupakan rekapitulasi hasil analisa komponen bangunan PLTA:

Data yang dibutuhkan dalam perencanaan komponen bangunan PLTA:

• Debit total (Qintake) : 55,82 m3/dt

• Debit desai (1,1xQintake) : 30,701 m3/dt

• Gross Head : 16,04 m

• Daya PLTA : 14,40 MW

Berikut merupakan rekapitulasi dari hasil analisa komponen bangunan PLTA: Tabel 1. Rekapitulasi Komponen Bangunan PLTA

Pintu Pengambilan (Intake)

Debit desain 55.82 m3/dt Lebar pintu 4.40 m Elv. Dasar pintu 93.72 m.elv

Terowongan Pembawa (Tunnel) Panjang Terowongan 436.49 m Diameter Terowongan 4.40 m Kedalaman Aliran tekan 10.56 m Saluran Transisi 5.87 m Diameter Lubang Udara 2.20 m

Pipa Pesat (Penstock)

Panjang pipa pesat 100.57 m Jumlah pipa pesat 2 buah Diameter Pipa Pesat 3.00 m Tebal Pipa Pesat 13.40 mm

Tangki Gelombang (Surge Tanks) Diameter Surge Tanks 19.00 m Tinggi Surge Tanks 3.00 m

Sedangkan desain penyaring (trashtrack) adalah sebagai berikut:

• Bentuk jeruji = bulat memanjang • Kemiringan = 45o

• Tebal jeruji (s) = 10 mm • Lebar trashtrack = 2,5 m • Jarak antar jeruji = 100 mm • Jumlah jeruji = 24 jeruji

Gambar 4. Pintu intake

Gambar 5. Detail inlet terowongan

Gambar 6. Surge tanks

Gambar 7. Penstock dan power house

Tinggi Jatuh Efektif

Tinggi jatuh efektif dapat diperoleh dengan mengurangi tinggi jatuh kotor (Hg) dengan total kehilangan tinggi (headloss). Tinggi jatuh efektif dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

Tabel 4. Perhitungan Tinggi Jatuh Efektif (Net Head)

Parameter Tinggi Tekan Hf Kehilangan pada Intake

trashtrack 0.78 Intake 0.244648318 Kehilangan pada Terowongan Akibat Gesekan 2.07

Inlet 0.21

Kehilangan pada Pipa Pesat Gesekan 0.473582829

Inlet 1.201352215 Belokan 0.800901476

Outlet 0.2

Kehilangan Sebelum Turbin diasumsikan 0.1 Total Kehilangan 6.08

Elevasi Muka Air

Debit Turbin 106.82 Tinggi Jatuh (Head)

Gross Head 16.04 Net Head (1 turbin) 9.97 Turbin Hidraulik

Pemilihan Tipe Turbin

Berdasarkan besarnya debit desain dan tinggi jatuh efektif dapat dipilih tipe turbin yang digunakan.

• Debit desain : 30,701 m/dt (debit 1

turbin)

• Heff : 9,97 m

Gambar 8. Pemilihan tipe turbin menurut USBR

Gambar 8. Pemilihan tipe turbin menurut USBR

Gambar 9. Pemilihan tipe turbin menurut ESHA

Maka direncanakan:

• Tipe turbin : Kaplan • Jumlah turbin : 2 unit • Debit : 30,701 m/dt • Frekuensi generator : 50 Hz • Kutub generator : 21 buah • Kecepatan putar : 285,71 rpm • Kecepatan spesifik :778,63 mkW • Diameter runner : 2 m

• σ kritis : 1,10 • σ actual : 1,10 • elv. pusat turbin : 88,81 • Tinggi hisap : -1,196 m

Saluran Pembuang (Tailrace)

Saluran tailrace direncanakan system pengaturan /regulasi pada bagian akhir dari

draft tube berupa pintu atau katup kemudian debit air akan dialirkan melalui saluran terbuka dimana ujung saluran akan direncanakan ambang lebar sebagai control elevasi muka air (TWL). Dalam perencanaan saluran pembuang digunakan data teknis rencana sebagai berikut:

• Debit rencana : 30,701 m3/dt • Elv dasar saluran : +86,5

• Lebar saluran : 2,5 m • Bentuk saluran : persegi • Jenis pasangan : beton • Koefisien manning : 0,020

Aliran air dari saluran pembuang akan disalurkan melalui ambang (weir) pada ujung saluran dengan data perencanaan:

• Bentuk ambang : ogee tipe 1 • Lebar ambang : 2,5 m • Tinggi ambang : 2 m • Elevasi ambang : +88,5 • Elevasi dasar : +86,5

Dengan menggunakan persamaan Q = C B H1,5 dengan nilai koefisien debit intuk pengaliran tenggelam (C=1,7) maka akan didapatkan lengkung kapasitas debit (ratingcurve) berdasarkan debit operasional pada ambang tailrace sebagai berikut:

Gambar 10. Ratingcurve pada ambang

Daya dan Energi

Keuntungan suatu proyek Pembangkit Listrik tenaga Air ditentukan dari besar daya yang dibangkitkan dan jumlah energy yang dihasilkan tiap tahun. Daya listrik yang dibangkitkan dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

P = 9,81 x Q x Heff x ηturnin x ηgenerator

= 9,81 x 55,82 x 9,73 x 0,92 x 0,95

= 14,40 MW E = P x 24 x n

Dari persamaan energi di atas, maka didapatkan total energi pertahun sebesar 90.163.397 kWh.

Analisa Ekonomi

Benefit Cost Ratio (BCR)

C B ₌ P biayaO al biaya manfaat PV PV PV & mod + = _{ST.>U>.VUV.4>4.88>,>>WST.9V7.8?>.:U7.799} ST.9.U::.V>?.V>O.U:> = 1,54

Net Present Value (NPV)

NPV = PV manfaat – (PV biaya modal + PV biaya O&P)

= Rp. 1.633.987.984.638– (Rp. 868.969.282.558,88 + Rp. 190.578.360.011)

= Rp. 574.440.306.068,00

Internal Rate of Return (IRR)

IRR = 𝐼Y ₊ PN[\

PN[\_]PN["(𝐼" − 𝐼′)

Dimana:

I’ = suku bunga yang dengan nilai NPV positif = 10%

I” = suku bunga yang dengan nilai NPV negatif = 11% NPV’ = NPV positif NPV” = NPV negatif Sehingga: IRR =10% + OO.7UO.977.7?7 OO.7UO.977.7?7—:?.UV9.>>>.8V8(11% − 10%) = 10,64% Analisa Sensitivitas

Analisa sensitivitas biasanya dilakukan dengan mengubah salah satu elemen proyek (misalnya harga, biaya) dan menghitung nilai IRR nya dengan harga tersebut.

Analisa sensitivitas yang dihitung pada studi ini adalah sebagai berikut:

1. Terjadi 10% kenaikan pada nilai biaya yang diperkirakan dan nilai manfaat tetap

2. Terjadi 10% penurunan pada nilai biaya yang diperkirakan dan nilai manfaat tetap

3. Terjadi 10% kenaikan pada nilai manfaat yang diperkirakan dan nilai biaya tetap

4. Terjadi 10% penurunan pada nilai manfaat yang diperkirakan dan nilai biaya tetap

5. Terjadi 10% kenaikan pada nilai biaya yang diperkirakan dan 10% penurunan pada nilai manfaat

6. Terjadi 10% penurunan pada nilai biaya yang diperkirakan dan 10% kenaikan pada nilai manfaat

Payback Period (PBP) PBP = _@c

d

= efghg ijkglWefghg m&N_igoMggA

= 9.4?U.V:U.7>9.>>4,:7W94.>V:.7:4.87>

97>.O4>.UV?.>V: = 11,9 tahun

Dari perhitungan di atas dapat diketahui bahwa biaya modal dapat terbayar sepenuhnya pada tahun ke-12 (delapan). Gambar Desain Bangunan PLTA

Berikut merupakan gambar desain bangunan PLTA:

Gambar 13. Denah plan PLTA KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisa dan perhitungan yang telah dilakukan dengan memperhatikan rumusan masalah, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Debit andalan yang digunakan dalam perencanaan PLTA adalah debit outflow total dari simulasi waduk sebesar 55,82 m3/dt

2. Berdasarkan hasil analisa, untuk mengalirkan debit sebesar 55,82 m3/dt digunakan dua buah pipa pesat. Masing-masing pipa memiliki

diameter sebesar 3m untuk mengalirkan debit sebesar 30,701 m3/dt

3. Tinggi jatuh efektif pada perencanaan PLTA adalah sebesar 9,97 m

4. Jenis turbin yang digunakan adalah tipe Kaplan berjumlah dua buah dengan total daya yang dapat dihasilkan sebesar 14,40 MW

5. Dari hasil analisa ekonomi diperoleh nilai-nilai sebagai berikut:

- BCR : 1,54

- NPV : 574 milyar rupiah - IRR : 10,64%

- Payback Period : 11,9 tahun SARAN

Agar studi perencanaan PLTA bisa lebih baik, maka perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut:

1. Data debit yang digunakan adalah data debit di lapangan (pengukuran AWLR). Hal ini dikarenakan debit observasi lebih mendekati kenyataan daripada debit hasil simulasi teori.

2. Hasil perencanaan perlu ditinjau dengan saat pengerjaannya di lapangan. Jika suatu perencanaan tidak bisa dikerjakan di lapangan maka perlu pengkajian ulang perencanaan tersebut.

3. Keseriusan dari pihak pengembang swasta / independent power

producer (IPP) untuk

mengembangkan manfaat sungai Rokan Kiri sebagai salah satu upaya guna memenuhi kebutuhan listrik khususnya di provinsi Riau yang saat ini sedang mengalami krisin energy listrik.

4. Hasil perencanaan perlu dilakukan uji model test untuk mengetahui apakah oerencanaan sudah sesuai atau tidak.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1986. Standar Perencanaan Irigasi (Kriteria Perencanaan 02). Bandung : CV. Galang Persada.

Anonim. 1986. Standar Perencanaan Irigasi (Kriteria Perencanaan 04). Bandung : CV. Galang Persada. Arismunandar, A & Kuwahara, S. 1988.

Teknik Tenaga Listrik Jilid I.

Jakarta: PT. Pradnya Paramita. Dandekar, MM dan K.N. Sharma. 1991.

Pembangkit Listrik Tenaga Air. Jakarta : Universitas Indonesia. Kodoatie, R.J. 2005. Analisa Ekonomi

Teknik. Yogyakarta: Andi Offset. Mosonyi, Emil. 1963. Water Power

Development Volume One Low Head Power Plant. Budapest : Akademiai Kiado.

Patty, O.F. 1995. Tenaga Air. Erlangga: Surabaya.

Penche, Celso. 2004. Guidebook on How to Develop a Small Hydro Site.Belgia: ESHA (European Small

Hydropower Association). Ramos, Helena. 2000. Guidelines For Design Small Hydropower Plants. Irlandia : WREAN (Western Regional Energy Agency & Network) and DED (Department of Economic Development). RETScreen International. 2001. Small

Hydro Project Analysis. Minister of

natural: Canada.

United States Departement of The Interior Bureau of Reclamation (USBR). 1976. Engineering Monograph No.