TUGAS AKHIR
STUDI PEMANFAATAN TENAGA LISTRIK PUMPED STORAGE SEBAGAI PENUNJANG INFRASTRUKTUR GEOPARK DANAU TOBA
KABUPATEN SAMOSIR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik Oleh
David Silaban NIM : 080402112
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Terbatasnya suplai energi listrik berbanding terbalik terhadap permintaan energi listrik yang terus meningkat. Saat isu pemanasan global semakin terdengar, pengembangan sumber daya air untuk memenuhi kebutuhan energi listrik menjadi alternatif tepat, energi terbarukan dan ramah lingkungan yang sesuai dengan potensi sumber daya alam wilayah Indonesia, karena keadaan geologi Indonesia sangat luar biasa dan banyak jumlahnya. Pada studi ini akan diteliti mengenai pemanfaatan tenaga listrik Pumped Storage sebagai penunjang infrastruktur geopark danau toba kabupaten samosir, meliputi penentuan head dan debit yang sesuai untuk di terapkan di lokasi studi. Alternatif desain analisa kemudian dipilih sesuai dengan potensi lokasi studi. Hasil studi menunjukkan bahwa PLTA Pumped Storage berpotensi untuk dikembangkan pada head 200 m dan debit desain 117,48 m3/s. PLTA Pumped Storage mampu membangkitkan daya sebesar 2 x 150 MW dengan perkiraan produksi energi tahunan sebesar 858.480.000 kwh/tahun.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas pertolongan,
kasih dan karunia-Nya yang penulis alami dan rasakan dalam menyelesaikan Tugas Akhir
ini. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada keluarga terkasih, yaitu Ayahanda
(Surung Silaban), Ibunda (Esdiana Sinaga), Adik – adik (Antonius Silaban, Franky
Silaban, dan Sondang Hot Mariana Silaban) yang senantiasa mendukung dan mendoakan
penulis selama perkuliahan maupun dalam menyelesikan Tugas Akhir ini.
Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis
banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan
setulus hati penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. selakuKetua Departemen Teknik
Elektro, Dosen Wali, dan Dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas segala
bimbingan, pangarahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir
ini.
2. Bapak Ir. Syamsul Amien, MS dan Bapak Ir. Raja Harahap, MT. selaku
Dosen Penguji yang telah banyak memberikan masukan untuk perbaikan
Tugas Akhir ini.
4. Bapak Ir. Rahmat Fauzi, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik
5. Seluruh staf pengajar dan pegawai administrasi Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
6. Teman-teman seangkatan Jurusan Teknik Elektro Konversi Energi Listrik
2008, senior, junior serta reguler untuk semua dukungannya.
7. Semua pihak yang memberi dukungan yang tidak dapat penulis sebutkan
satu per satu.
Penulis sadar betul bahwa hanya Yang Maha Pencipta Yang Tiada
Bandingannya saja lah yang menyandang predikat Maha Sempurna, maka kritik
dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Semoga Tugas
Akhir ini dapat bermanfaat bagi saya pribadi khususnya dan bagi pembaca.
Bermanfaat bagi ilmu pengetahuan dan teknologi, juga bagi kejayaan umat
manusia sekarang, dan seterusnya di masa-masa yang akan datang.
Medan, 29 November 2015
Penulis,
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... i
ABSTRAK ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... ix
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan Penelitian ... 3
1.5 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR ... 5
2.1 Dasar Hukum Pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Air ... 5
2.2 Kelebihan dan Kekurangan PLTA ... 6
2.4 Infrastruktur Utama Pada Prinsip Kerja PLTA Pumped Storage ... 12
2.5 Kapasitas Debit dan Tinggi Jatuh Air ... 15
2.6 Manajemen Pemanfaatan Kebutuhan Energi Listrik ... 17
BAB III DATA AREA STUDI DAN PENGOLAHANNYA ...18
3.1 Lokasi Objek Studi ... 18
3.2 Data Geografis Kabupaten Samosir ... 19
3.3 Data Geografis Danau Sidihoni ... 19
3.4 Data Geografis Danau Toba ... 20
3.5 Data Hidrologi ... 21
3.6 Head Desain ... 23
3.7 Efisiensi PLTA Pumped Storage ... 24
3.7.1 Efisiensi Turbin ... 24
3.7.2 Efisiensi Generator ... 25
3.7.3 Efisiensi Pompa ... 26
3.8 Potensi Daya ... 27
3.9 Produksi Energi Tahunan Kabupaten Samosir ... 28
BAB IV ANALISA ... 31
4.2 Analisa Prospek Kebutuhan Energi ... 31
4.3 Analisa Kemampuan Daya Beli Masyarakat ... 41
BAB V PENUTUP ... 44
5.1 Kesimpulan ... 44
5.2 Saran ... 44
DAFTAR PUSTAKA ... 45
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Prinsip Kerja PLTA Pompa ... 8
Gambar 2.2 Wilayah Infrastruktur Danau Toba ... 16
Gambar 3.1 Peta lokasi objek studi Pembangkit Listrik Tenaga Air Pumped Storage Kabupaten Samosir ... 18
Gambar 3.2 Danau Sidihoni Desa Sabungan ni Huta ... 20
Gambar 3.3 Danau Toba Kabupaten Samosir ... 21
Gambar 3.4 Elavasi Ketinggian dan Volume Waduk ... 23
Gambar 3.5 One Line Diagram Pumped Storage ... 27
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Karakteristik Morfometri Danau Sidihoni ... 22Tabel 3.2 Karakteristik Morfometri Danau Toba ... 22
Tabel 3.4 Desain Generator Pada PLTA Pumped Storage ... 25
Tabel 3.5 Spesifikasi Pompa Pada PLTA Pumped Storage ... 26
Tabel 3.6 Banyaknya Konsumsi Energi Listrik (kWh) Pada PT. PLN
(Persero) Ranting Pangururan menurut Kategori PelangganTahun
2007– 2013 ... 29
Tabel 3.7 Banyaknya Pelanggan Energi Listrik Pada PT PLN ( Persero ) Ranting Pangururan menurut Kategori PelangganTahun 2006-2013(Pelanggan/Costumers ) ... 30
Tabel 4.1 Faktor kebutuhan daya untuk kelompok cable cars... 33
Tabel 4.2 Banyak Pelanggan Energi Listrik pada PT PLN (Persero) Ranting Pangururan menurut Kategori Pelanggan tahun 2006 – 2013 ... 35
Tabel 4.3 Banyaknya Pelanggan Energi Listrik pada PT PLN (Persero) Ranting Pangururan menurut Kecamatan di Kabupaten Samosir .. 36
Tabel 4.4 Banyaknya Penjualan Energi Listrik (KWh) pada PT PLN (Persero) Ranting Pangururan menurut Kategori Pelanggan tahun 2007 – 2013 (KWh) ...37
Tabel 4.5 Banyaknya Daya Listrik (VA) Tersambung pada PT PLN (Persero) Ranting Pangururan menurut Kategori Pelanggan tahun 2007 – 2013 (KVA) ... 38
Tabel 4.6 Banyaknya Pelanggan, KVA Tersambung, dan KWh Terjual pada PT PLN (Persero) Ranting Pangururan menurut jenis tarif pelanggan tahun 2013 ... 40
