bab i pendahuluan 1.1. latar belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/s1... ·...

26
1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Kebutuhan akan energi listrik sangat penting dalam menunjang kehidupan manusia. Hampir semua alat penunjang kehidupan membutuhkan energi listrik. Alat yang sudah umum untuk melengkapi kehidupan manusia yaitu lampu dan barang elektronik yang tentunya membutuhkan energi listrik dalam pemanfaatannya. Perkembangan teknologi seperti saat ini juga sangat bergantung pada energi listrik. Kebutuhan akan energi listrik yang tinggi tentunya mebutuhkan sumber pembangkit energi listrik yang besar pula. Sebagian besar pembangkit listrik di Indonesia masih mengandalkan energi fosil (Basuki, 2007). Energi fosil dalam hal ini merupakan energi yang bersumber dari bahan bakar minyak (BBM). Energi fosil ini memiliki kelemahan yaitu dari jumlahnya yang semakin sedikit karena tidak dapat diperbarui serta prosesnya yang tidak ramah lingkungan. Keadaan ini memberikan pemikiran untuk adanya pemanfaatan energi alternatif. Pemanfaatan energi alternatif tidak harus dilakukan dalam skala besar, namun dapat dilakukan dengan skala kecil. Pemanfaatan energi alternatif dalam skala kecil ini dilakukan dengan melihat potensi energi yang ada di sekitar kehidupan kita. Terdapat beberapa alternatif energi yang ada di sekitar kita dan berpotensi menghasilkan energi listrik, yaitu energi angin, energi matahari (surya), dan energi air. Ketiga sumber energi ini dapat menghasilkan energi listrik dengan bantuan alat pembangkit listrik, yaitu untuk energi angin menggunakan kincir angin, energi surya menggunakan sel surya, dan energi air menggunakan sistem mikrohidro. Pemanfaatan energi alternatif juga harus memperhatikan besarnya potensi sumber energi, energi yang ramah lingkungan, serta keterjangkauan pengadaan alat. Energi angin, energi matahari (surya), dan energi air telah memenuhi kriteria energi ramah lingkungan, namun dari segi potensi sumber energi sangat tergantung pada karakteristik lingkungan. Pertimbangan lain dari segi keterjangkauan pengadaan alat, energi air dalam pengubahannya menjadi energi

Upload: duongkhanh

Post on 09-Jul-2018

221 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kebutuhan akan energi listrik sangat penting dalam menunjang kehidupan

manusia. Hampir semua alat penunjang kehidupan membutuhkan energi listrik.

Alat yang sudah umum untuk melengkapi kehidupan manusia yaitu lampu dan

barang elektronik yang tentunya membutuhkan energi listrik dalam

pemanfaatannya. Perkembangan teknologi seperti saat ini juga sangat bergantung

pada energi listrik.

Kebutuhan akan energi listrik yang tinggi tentunya mebutuhkan sumber

pembangkit energi listrik yang besar pula. Sebagian besar pembangkit listrik di

Indonesia masih mengandalkan energi fosil (Basuki, 2007). Energi fosil dalam hal

ini merupakan energi yang bersumber dari bahan bakar minyak (BBM). Energi

fosil ini memiliki kelemahan yaitu dari jumlahnya yang semakin sedikit karena

tidak dapat diperbarui serta prosesnya yang tidak ramah lingkungan. Keadaan ini

memberikan pemikiran untuk adanya pemanfaatan energi alternatif.

Pemanfaatan energi alternatif tidak harus dilakukan dalam skala besar,

namun dapat dilakukan dengan skala kecil. Pemanfaatan energi alternatif dalam

skala kecil ini dilakukan dengan melihat potensi energi yang ada di sekitar

kehidupan kita. Terdapat beberapa alternatif energi yang ada di sekitar kita dan

berpotensi menghasilkan energi listrik, yaitu energi angin, energi matahari

(surya), dan energi air. Ketiga sumber energi ini dapat menghasilkan energi listrik

dengan bantuan alat pembangkit listrik, yaitu untuk energi angin menggunakan

kincir angin, energi surya menggunakan sel surya, dan energi air menggunakan

sistem mikrohidro.

Pemanfaatan energi alternatif juga harus memperhatikan besarnya potensi

sumber energi, energi yang ramah lingkungan, serta keterjangkauan pengadaan

alat. Energi angin, energi matahari (surya), dan energi air telah memenuhi kriteria

energi ramah lingkungan, namun dari segi potensi sumber energi sangat

tergantung pada karakteristik lingkungan. Pertimbangan lain dari segi

keterjangkauan pengadaan alat, energi air dalam pengubahannya menjadi energi

Page 2: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

2

listrik membutuhkan sistem PLTMH yang lebih terjangkau harganya daripada

kedua sumber energi yang lain.

Energi alternatif dengan memanfaatkan potensi sumberdaya air yang ada

di sekitar permukiman menjadi alternatif untuk mengatasi ketergantungan pada

energi listrik dari PLN. Potensi sumberdaya air yang melimpah tentunya sayang

jika tidak dimanfaatkan secara optimal. Daerah dengan potensi sumberdaya air

yang melimpah ini yaitu terdapat di Kecamatan Minggir, Kabupaten Sleman.

Potensi sumberdaya air di daerah ini melimpah karena berdasarkan pengamatan

di lapangan pada saat musim kemarau debit aliran saluran irigasi mencapai

sekitar 900 liter/detik. Aliran irigasi yang dimaksud merupakan Saluran Sekunder

Sedayu-Rewulu.

Saluran Sekunder Sedayu-Rewulu merupakan percabangan dari Saluran

Induk Van Der Wijck sebagian besar berada di wilayah administrasi Kecamatan

Minggir, Kabupaten Sleman. Saluran Irigasi Van Der Wijck ini merupakan

percabangan dari Selokan Mataram yang bersumber dari Sungai Progo. Intake

Saluran Irigasi Van Der Wijck berada di Desa Bligo, Kecamatan Ngluwar,

Kabupaten Magelang. Saluran Van Der Wijck merupakan saluran irigasi untuk

pengairan di Wilayah Kecamatan Minggir dan sekitarnya. Berdasarkan informasi

petugas lapangan Kantor Pengamatan Pucanganom, debit air yang disalurkan ke

Saluran Irigasi Van Der Wijck besarnya 26,41% dari seluruh debit Selokan

Mataram.

Ketersediaan air di Selokan Mataram tentu sangat mempengaruhi

ketersediaan air di Saluran Irigasi Van Der Wijck. Kegiatan penutupan pintu air di

hulu Selokan Mataram juga akan mengeringkan aliran Saluran Irigasi Van Der

Wijck. Kegiatan penutupan pintu air di hulu Selokan Mataram dilakukan hanya

pada saat akan dilakukan perbaikan infrastruktur pada aliran selokan ini, yaitu

pada tahun 2008 dilakukan penutupan selama tiga hari dan pada tahun 2007

selama tiga minggu (Antaranews, 2008)

Pemanfaatan sumberdaya air selokan untuk menghasilkan energi listrik

dapat dilakukan dengan sistem Mikrohidro. Pembangkit Listrik Tenaga

Mikrohidro (PLTMH) merupakan pembangkit listrik skala kecil yaitu

Page 3: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

3

menghasilkan output kurang dari 200 kW (Damastuti, 1997). Pembangkit listrik

ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

ini dapat diperoleh dari sungai, saluran irigasi, maupun air terjun. PLTMH ini

termasuk pembangkit listrik yang bersumber dari energi terbarukan karena

ketersediaan air akan tetap ada dengan kondisi ekosistem yang terjaga. Selain itu

PLTMH juga dapat disebut teknologi yang ramah lingkungan karena dari

sistemnya yang tidak menimbulkan polusi.

Aliran Saluran Irigasi Saluran Irigasi Van Der Wijck ini sebenarnya sudah

dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH) oleh warga

sekitar. Pemanfaatan PLTMH di daerah ini ternyata belum optimal karena

mengalami beberapa kendala, seperti terdapatnya sampah yang menganggu laju

aliran penggerak turbin, saluran air menuju turbin yang tidak terisi debit, dan

lokasi pembangkit listrik yang terlalu jauh dari pemakai (permukiman). Selain itu,

dapat juga disebabkan oleh sudah terdapatnya jaringan listrik PLN di daerah ini.

Pemanfaatan PLTMH agar lebih optimal selain dibutuhkan potensi air yang bagus

juga harus diimbangi oleh parameter lingkungan fisik yang mendukung. Melihat

keadaan ini maka diperlukan penelitian mengenai potensi sumberdaya air dan

potensi lingkungan fisik, serta arahan pemanfaatan PLTMH sebagai sumber

energi listrik untuk lampu penerangan jalan di daerah penelitian.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang tersebut maka dapat dirumuskan

permasalahan dari penelitian ini yaitu:

1. Bagaimana potensi sumberdaya air Saluran Irigasi Van Der Wijck untuk

pemanfaatan PLTMH?

2. Bagaimana potensi lingkungan fisik di daerah kajian baik yang

mendukung maupun yang menghambat dalam pemanfaatan PLTMH?

3. Seberapa besarkah energi listrik maksimal yang mampu dihasilkan oleh

sumberdaya air Saluran Irigasi Van Der Wijck melalui sistem PLTMH.

4. Seberapa besar nilai ekonomi yang ditimbulkan dari arahan pemanfaatan

PLTMH sebagai sumber energi listrik untuk lampu penerangan jalan.

Page 4: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

4

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui potensi sumberdaya air Saluran Irigasi Van Der Wijck untuk

pemanfaatan PLTMH.

2. Mengidentifikasi parameter lingkungan fisik sebagai faktor pertimbangan

pembangunan sistem PLTMH.

3. Memperkirakan besarnya energi listrik maksimal yang mampu dihasilkan

oleh sumberdaya air Saluran Irigasi Van Der Wijck melalui sistem

PLTMH.

4. Memperkirakan nilai ekonomi yang ditimbulkan dari arahan pemanfaatan

PLTMH sebagai sumber energi listrik untuk lampu penerangan jalan.

1.4. Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah:

1. Memberikan gambaran tentang potensi pemanfaatan sumberdaya air untuk

menghasilkan sumber energi alternatif melalui sistem mikrohidro.

2. Memberikan sumbangan ilmu geografi khususnya hidrologi dalam

aplikasinya untuk pemanfaatan energi.

1.5. Tinjauan Pustaka

1.5.1. Sumberdaya Air

Potensi dan pemanfaatannya tenaga air pada umumnya berbeda dengan

penggunaan tenaga yang berasal dari bahan bakar fosil (Kadir, 1982). Perbedaan

ini dapat ditunjukkan dengan beberapa alasan. Perbedaan pertama tampak pada

energi air yang secara teratur dibangkitkan kembali karena pemanasan lautan oleh

matahari, sehingga energi air merupakan suatu sumber yang secara sikis

diperbarui. Hal ini dapat terlihat di siklus hidrologi seperti pada Gambar 1.1.

Page 5: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

5

Sumber: USGS

Gambar 1.1. Siklus Hidrologi

Gambar 1.1 menunjukkan bahwa sumberdaya air merupakan sumberdaya

yang terbarui dan menjadi poin positif daripada sumber energi dari bahan bakar

fosil. Namun, jika dilihat dari kuantitasnya ternyata potensi tenaga air relatif lebih

kecil daripada jumlah bahan bakar fosil.

Dilihat dari pemanfaatannya, tenaga air biasanya dimanfaatkan secara

multiguna, yaitu dikaitkan dengan irigasi, pengendalian banjir, perikanan, rekreasi

dan navigasi. Bahkan sering terjadi bahwa pembangkitan tenaga listrik hanya

merupakan manfaat sampingan dari saluran irigasi dan pengendalian banjir

sebagai penggunaan utama.

Perbedaan selanjutnya yaitu pembangkitan listrik dari tenaga air dilakukan

tanpa ada perubahan suhu, yaitu karena tidak ada proses pembakaran. Hal ini

tentunya berpengaruh positif dalam masa manfaat mesin-mesin hidro yang lebih

lama daripada mesin-mesin termis.

Terdapat tiga faktor yang dalam penentuan potensi sumberdaya air (tenaga

air) untuk pembangkitan energi listrik (Kadir, 1982), yaitu:

a. Jumlah air yang tersedia yang merupakan fungsi dari jatuh hujan atau

salju.

Page 6: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

6

b. Tinggi terjun yang mampu dimanfaatkan yang tentunya tergantung dari

topografi suatu daerah.

c. Jarak lokasi yang dapat dimanfaatkan terhadap adanya pusat beban atau

jaringan transmisi.

1.5.2. Energi dan Listrik

Energi listrik dihasilkan dengan mengubah energi mekanik menjadi energi

listrik melalui sistem pembangkit listrik. Menurut Wijaya (2001) sistem

pembangkit merupakan suatu sistem yang memproses dan menghasilkan energi

listrik dan terdiri dari penggerak mula dan generator. Penggerak mula ini

merupakan alat untuk memutar kumparan generator, sedangkan generator sendiri

merupakan mesin listrik yang dapat mengubah energi mekanis menjadi energi

listrik.

Energi penggerak mula yang merupakan alat untuk memutar generator

menurut Marsudi (2005) dapat bersumber dari mesin diesel, turbin uap, turbin air,

dan turbin gas. Alat-alat ini merupakan alat yang merubah energi primer menjadi

energi mekanik untuk menggerakkan turbin. Proses konversi energi ini biasanya

menghasilkan produk sampingan berupa limbah dan kebisingan.

Sumber-sumber energi berdasarkan ketersediaannya dibedakan menjadi

sumber energi konvensional dan non-konvensional (Dandekar, 1991). Sumber

energi yang masuk pada sumber energi konvensional yaitu energi uap, energi air,

dan energi nuklir. Tingkat di bawahnya yang masuk pada sumber energi non-

konvensional yaitu energi pasang surut, energi surya, energi panas bumi, energi

angin, dan energi medan magnet hidrodinamik.

Dandekar (1991) juga menyebutkan beberapa keuntungan tenaga air, yaitu

energi air tidak habis terpakai dan tidak berubah menjadi sesuatu yang lain, biaya

pengoperasian dan pemeliharaan PLTA sangat rendah, turbin-turbin pada PLTA

bisa dioperasikan dan dihentikan setiap saat, sederhana dan mudah dioperasikan,

alatnya tahan lama, serta dapat menimbulkan manfaat lain yaitu pariwisata dan

perikanan.

Page 7: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

7

1.5.3. Listrik Pedesaan

Tenaga listrik menjadi kebutuhan yang penting bagi kehidupan

masyarakat, terutama masyarakat modern. Peranan tenaga listrik dalam

menunjang kehidupan masyarakat dapat diukur dari beberapa konteks, salah

satunya yaitu berdasarkan besarnya komponen tenaga listrik. Komponen tenaga

listrik ini tentunya berkaitan dengan penyediaan energi listrik dalam suatu

masyarakat secara keseluruhan (Kadir, 1982). Semakin besar komponen energi

listrik yang dibutuhkan, maka dapat menunjukkan tingkat kemajuan

masyarakatnya yang semakin maju. Selain itu, pengukuran peranan energi listrik

ini juga dapat diketahui dari konstek investasi, yaitu perbandingan antara

komponen investasi pada energi listrik di suatu negara dengan komponen

investasi lainnya.

Listrik pedesaan merupakan upaya untuk memberikan ataupun

menyalurkan energi listrik untuk wilayah pedesaan. Upaya ini memiliki beberapa

tujuan yang diantaranya yaitu penggunaan listrik untuk tujuan produksi dan untuk

tujuan sosial serta lingkungan. Penggunaan listrik dengan tujuan produktif yaitu

adanya energi listrik yang diharapkan dapat menunjang kegiatan-kegiatan

produktif di pedesaan. Kegiatan produktif ini selanjutnya dapat meningkatkan

taraf perekonomian masyarakat.

Menutut Kadir (1982), kegiatan produktif yang didukung oleh energi

listrik dapat meningkatkan nilai produksi dari barang dan jasa. Tanpa adanya

energi listrik masyarakat hanya mengandalkan tenaga manusia dan hewan serta

lingkungan sekitar dalam kegiatan produksi. Kegiatan dengan cara ini hanya

menghasilkan nilai produksi yang rendah. Oleh karena itu, penggunaan energi

listrik dalam kegiatan produksi akan meningkatkan nilai produksi, yang

selanjutnya dapat meningkatkan taraf perekonomian masyarakat pedesaan.

Penggunaan listrik untuk manfaat sosial lebih merujuk kepada kegunaan

listrik yang berpengaruh pada aspek-aspek sosial. Pemanfaatan energi listrik

dalam hal ini dapat menunjang peningkatan aspek-aspek sosial seperti

peningkatan taraf pendidikan dan kesehatan. Selain itu juga dapat menunjang

keberhasilan program keluarga berencana, karena saat malam hari dapat didisi

Page 8: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

8

dengan kegiatan-kegiatan sosial. Menurut Reksohadiprojo (1988), sejarah telah

menunjukkan bahwa masyarakat yang dapat mencapai kemakmuran yaitu

masyarakat yang bisa memanfaatkan sumberdaya dan energi. Hal ini menujukkan

betapa pentingnya peran sumberdaya dan energi dalam pembangunan ekonomi.

Daerah pedesaan biasanya memiliki potensi lingkungan fisik yang dapat

dimanfaatkan untuk pembangkitan energi listrik. Potensi lingkungan fisik ini

dapat berupa potensi sumberdaya air, angin, biogas, dan biomassa. Potensi

sumberdaya air yang dapat dimanfaatkan untuk pembangkitan energi listrik yaitu

misalnya air terjun kecil maupun saluran irigasi. Pembangkitan energi listrik ini

dilakukan dengan bantuan sistem pembangkit listrik mikrohidro.

1.5.4. Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH)

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) merupakan pembangkit

listrik skala kecil yaitu menghasilkan output kurang dari 200 kW. Pembangkit

listrik ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi.

Tenaga air ini dapat diperoleh dari sungai, saluran irigasi, maupun air terjun.

PLTMH ini termasuk pembangkit listrik yang bersumber dari energi terbarukan

karena ketersediaan air akan tetap ada dengan kondisi ekosistem yang terjaga.

Selain itu PLTMH juga dapat disebut teknologi yang ramah lingkungan karena

dari sistemnya yang tidak menimbulkan polusi.

Pembangkit tenaga air terdiri dari beberapa macam, yaitu dapat dibedakan

berdasarkan besarnya daya yang dibangkitkan. Klasifikasi pembangkit listrik ini

dapat dilihat pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1. Klasifikasi Pembangkit yang Memanfaatkan Energi Air

berdasarkan Daya yang Dibangkitkan

No Jenis Pembangkit Listrik Tenaga Hidro Kapasitas Daya (kW)

1 Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) >5000

2 Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro (PLTM) 100-5000

3 Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) 10-100

4 Pembangkit Listrik Tenaga Pikohidro (PLTPH) <10

Sumber: Setyowati, 2012

Page 9: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

9

Perubahan energi air menjadi energi listrik pasti melalui proses konversi

energi. Proses konversi energi air menjadi energi listrik melalui beberapa tahapan,

yaitu energi kinetik air diubah menjadi energi mekanik oleh turbin, kemudian

energi mekanik turbin ini diubah menjadi energi listrik oleh generator. Sistem

konversi tenaga (energi) ini pasti menimbulkan tenaga yang sebagian hilang oleh

sistem itu sendiri. Tenaga yang hilang ini dapat diketahui dari persamaan konversi

energi menurut Harvei (1993).

Sistem PLTMH dibagi mejadi dua kategori dalam menimbun air, yaitu

Run-Off River dan Reservoir dan Dam Based (Setyowati, 2012).

1. Run-Off River

Sistem PLTMH ini tidak terdapat bangunan penampung air untuk

mengatur air yang masuk ke turbin. Air dari sungai dengan sistem ini langsung

masuk saluran untuk menggerakkan turbin. Aliran air sungai sangat

mempengaruhi kinerja PLTMH. Mikrohidro jenis ini lebih mengandalkan

kecepatan aliran air daripada tinggi jatuh air, sehingga dapat diterapkan pada

kondisi aliran yang tidak memiliki terjunan (head). Sistem PLTMH kategori ini

seperti terpapar pada Gambar 1.2.

2. Reservoir and Dam Based

Sistem PLTMH ini menggunakan kolam tando (reservoir) sebagai

tempat penampungan dan penimbunan air. Kolam tando ini digunakan untuk

mengotrol air yang masuk pada sistem PLTMH sebagai penggerak turbin.

Sistem mikrohidro kategori Reservoir and Dam Based terdiri dari beberapa

komponen, yaitu secara umum terdapat bak penampung, pipa pesat, turbin, dan

generator. Mikrohidro jenis ini memanfaatkan energi kinetik air yang jatuh dari

ketinggian tertentu, sehingga penerapannya memerlukan aliran yang memiliki

terjunan (head). Energi air yang jatuh akan memberi tekanan pada turbin,

sehingga turbin akan berputar menggerakkan generatior. Sistem mikrohidro

kategori ini seperti terpapar pada Gambar 1.3.

Page 10: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

10

Sumber: http://www.ndoware.com

Gambar 1.2. Sistem Mikrohidro kategori Run-Off River

Sumber: http://www.pdaukuningan.com

Gambar 1.3. Sistem Mikrohidro kategori Reservoir dan Dam Based

1.5.4.1. Turbin Air

Turbin air berfungsi merubah energi potensial air menjadi energi putaran

atau energi kinetik air. Terdapat dua klasifikasi turbin air, yaitu Turbin Implus dan

Turbin Reaksi.

Page 11: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

11

1. Turbin Implus

Turbin Implus adalah jenis turbin dimana pancaran air yang mengenai

sudu turbin akan menimbulkan aksi gaya dorong dan pancaran fluida akan

mengalami pembelokan, sehingga seluruh energi air yang tersedia diubah

menjadi energi putaran pada turbin. Turbin implus ini terdiri dari dua jenis,

yaitu turbin pelton dan turbin cross flow.

a. Turbin Pelton memiliki kontruksi utama yang berupa nosel dan sudu dengan

bentuk mangkuk. Tekanan pancaran air yang keuar dari nosel ini sama

dengan tekanan atmosfer sekitar. Semua tekanan yang masuk ke sudu turbin

akan diubah menjadi energi kecepatan.

Sumber: http://en.wikipedia.org

Gambar 1.4. Turbin Pelton

b. Turbin Cross Flow memiliki prinsip yaitu air yang masuk kedalam turbin

secara radial meleati sudu-sudu jalan yang berbentuk silinder, kemudian

keluar setelah melewati sudu.

Sumber: http://air.eng.ui.ac.id

Gambar 1.5. Turbin Cross Flow

Page 12: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

12

2. Turbin Reaksi

Turbin Reaksi adalah turbin bertekanan tinggi yang memiliki cara kerja

yaitu pada waktu air masuk ke roda jalan, sebagian energi tinggi jatuh telah

bekerja di dalam sudu pengarah dan dirubah menjadi kecepatan arus masuk.

Turbin reaksi juga dapat disebut turbin yang merubah energi kecepatan

menjadi energi tekanan. Terdapat dua jenis turbin reaksi, yaitu turbin francis

dan turbin propeller.

a. Turbin Francis yaitu turbin yang bekerja dengan memakai proses tekanan

lebih dan memiliki pipa hisap yang berfungsi memanfaatkan sisa energi

jatuh pada sudu jalan agar dapat bekerja semaksimal mungkin.

Sumber: http://it.wikipedia.org

Gambar 1.6. Turbin Prancis

b. Turbin Propeller yaitu turbin yang memiliki konsep hampir sama dengan

Turbin Francis dengan pembedanya yaitu terdapat pada turbin propeller

terdapat dua jenis sudu, yaitu Sudu tetap dan sudu dapat diatur (Luknanto,

2006). Sudu tetap (Fixed blade) adalah sudu turbin yang tidak dapat diatur

dan merupakan turbin generasi pertama. Jenis sudu ini memiliki kelemahan,

yaitu bila aliran debit berkurang, maka efisiensinya juga berkurang.

Kebalikannya, sudu dapat diatur (adjustable blade) merupakan sudu yang

dapat diatur, sehingga membuat efisiensi turbin dapat dimaksimalkan sesuai

dengan debit yang tersedia. Contoh : Turbin Kaplan dan Open Flume.

Page 13: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

13

Sumber: http://www.hanjuang.co.id

Gambar 1.7. Turbin Propeller Open Flume

Turbin air diklasifikasikan menjadi tiga kelas, yaitu high fall, medium fall,

dan low fall (Emeri, 1959). Berikut Tabel 1.2 menyajikan pengelompokkan turbin

berdasarkan Head.

Tabel 1. 2. Pengelompokkan Turbin Berdasarkan Head

High Head Medium Head Low Head

Turbin Implus Pelton

(50 m-1000 m)

Turgo

(30 m-300 m)

Cross-Flow

(1 m-200 m)

Multi-Jet Pelton Turgo

(50 m-20 m)

Cross-Flow

(1 m-200 m)

Turbin Reaksi Francis

(10 m-350 m)

Propeller Kaplan

(2 m-20 m)

Sumber: Setyowati, 2012

1.5.4.2. Generator

Energi utama dari generator adalah energi air. Energi air ini merupakan

contoh yang umum atau sudah familiar dalam hal penggerak generator. Energi air

dalam hal ini merupakan energi yang jatuh dari ketinggian tertentu ke ketinggian

yang lebih rendah dengan dipengaruhi gaya grafitasi. Pripsip kerja energi air ini

yaitu energi air menggerakkan roda air atau turbin air yang terhubung dengan

generator. Jika generator listrik terhubung dengan turbin, maka akan terjadi gaya

mekanik yang menggerakkan generator, dan kemudian generator dapat

menghasilkan energi listrik. Turbin yang menggerakkan generator akan mengubah

energi potensial air menjadi energi kinetik, dan selanjutnya mengubah energi

kinetik menjadi energi listrik (Emeri, 1959). Beberapa macam gererator dengan

daya output yang berbeda-beda terpapar pada Tabel 1.3.

Page 14: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

14

Tabel 1.3. Beberapa Jenis Generator dengan Tegangan Tertentu

No Nama Generator dan Gambar Deskripsi

1 Water Turbine Generator,

XJ14-0.3DCT4-Z

Rentang Head : 12 - 14 m

Rentang Debit : 4 – 5 liter/detik

Energi output : 300 W

Voltase AC : 115 V atau 230 V

Diameter

Pipa Pesat : 50 mm

Ukuran : 30x26x35 cm

Berat : 24 kg

Sumber: http://sell.lulusoso.com

2 Micro Hydroelectric Generator,

XJ25-3.0DCT

Rentang Head : 25 - 35 m

Rentang Debit : 15 19 liter/detik

Energi output : 3000W

Voltase AC : 115 V atau 230 V

Diameter

Pipa Pesat : 125 atau 150 mm

Ukuran : 85x56x56 cm

Berat : 102 kg

Sumber: http://sell.lulusoso.com

3 5KW Hydro Turbine Generator

Energi output : 5000W

Voltase AC : 110 V atau 220 V

Sumber: http://www.aliexpress.com

Page 15: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

15

No Nama Generator dan Gambar Deskripsi

4 Permanent Magnet Generator

( single )

Energi output : 8000 W

Voltase AC : 120 V atau 220 V

Sumber: http://easy-taobao.com

5 Micro Hydroelectric Generator ,

XJ30-10DCT4-Z

Rentang Head : 30-38 m

Rentang Debit : 0.040-0.050 m³/detik

Energi output : 10000 W

Voltase AC : 115 V atau 230 V

Diameter

Pipa Pesat : 200-250 mm

Sumber: http://sell.lulusoso.com

6 Permanent Water Generator

Kecepatan Putaran : 250 rpm

Energi output : 12000 W

Voltase AC : 400 V

Frekuensi : 50Hz

Torsi : 460 Nm

Berat : 210 kg

Sumber: http://www.diytrade.com

Page 16: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

16

1.5.5. Lampu Penerangan Jalan Umum

Jalan umum merupakan akses yang sangat dibutuhkan dalam kehidupan

manusia. Jalan umum dapat menghubungkan suatu lokasi dengan lokasi lain.

Adanya jalan umum dapat menghubungkan kegiatan perekonomian masyarakat.

Keberadaan jalan umum juga dapat mempermudah manusia dalam beraktivitas.

Melihat kepentingan jalan ini maka selain dibutuhkan kondisi jalan umum yang

memadahi juga diperlukan infrastruktur pendukung jalan umum. Infrastrktur

pendukung jalan ini salau satunya yaitu lampu penerangan jalan umum. Lampu

peneranan jalan umum memiliki istilah PJU yang merupakan kependekan dari

Penerangan Jalan Umum. Pengelolaan PJU merupakan wewenang dan tanggung

jawab Pemerintah Daerah setempat. PLN dalam hal ini hanya bertanggung jawab

menyediakan pasokan aliran listrik.

Sebagian besar lampu PJU masih menggunakan jenis lampu bohlam dan

neon. Kedua jenis lampu ini membutuhkan daya yang besar untuk menghasilkan

cahaya yang terang. Saat ini sudah mulai dikembangkan lampu PJU menggunakan

lampu LED. Lampu LED merupakan lampu penerangan generasi keempat dengan

lampu neon sebagai generasi ketiga, lampu bohlam sebagai generasi kedua, dan

lilin sebagai generasi pertama. Energi yang dibutuhkan lampu LED dari segi

penghematannya sekitar 1/10 dari lampu bohlam dan 1/2 dari lampu neon (Sigit,

2006 dalam Hafid, 2007). Keuntungan lampu LED yaitu mempunyai umur

panjang dan diramalkan dapat bertahan menyala sampai 50 tahun, memancar

cahaya dingin, serta tidak mebutuhkan arus yang besar dan dapat menyala lebih

cepat (Warsito, 2004 dalam Hafid, 2007). Berikut Tabel 1.4 menyajikan lampu

PJU LED dengan beberapa tegangan.

Tabel 1.4. Beberapa Macam Daya Lampu PJU LED

No Power Warna Sinar Tegangan Input

1 40 W Pure White / Warm 220 V AC ̴ 50Hz

2 60 W Pure White / Warm 220 V AC ̴ 50Hz

3 80 W Pure White / Warm 220 V AC ̴ 50Hz

4 100 W Pure White / Warm 220 V AC ̴ 50Hz

5 120 W Pure White / Warm 220 V AC ̴ 50Hz

Sumber: http://lampupenarangan.blogspot.com

Page 17: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

17

1.5.6. Statistik dalam Hidrologi

Kegiatan perencanaan proyek-proyek irigasi dan pembangkit listrik tenaga

air perlu adanya pencarian mengenai debit andalan (Soemarto, 1999). Hal ini

berguna untuk mengetahui debit perencanaan yang diharapkan dari suatu sungai

maupun saluran irigasi dalam mendukung kegiatan irigasi dan pembangkitan

listrik tenaga air. Debit andalan yang diambil untuk penyelesaian penggunaan air

pada beberapa macam proyek terpapar pada Tabel 1.5.

Tabel. 1.5. Debit Andalan pada Beberapa Macam Proyek

No Jenis Proyek Debit Andalan

1. Penyediaan Air Minum 99%

2. Penyediaan Air Industri 95-88%

3. Penyediaan Air Irigasi bagi

a. Daerah Beriklim Setengah Lembap

b. Daerah Beriklim Sedang

70-85%

80-95%

4. Pembangkit Listrik Tenaga Air 85-90%

Sumber: Soemarto, 1999

1.5.7. Valuasi Ekonomi

Munasinghe (1993 dalam Putra, 2011) mengungkapkan bahwa metode

valuasi kontingensi atau CVM (Contingent Valuation Method) dapat digunakan

untuk mempelajari preferensi masyarakan (individu) terhadap ketidaknyamanan.

Ketidaknyamanan ini merujuk pada pemanfaatan barang atau jasa yang berkaitan

dengan lingkungan. CVM merupakan pendekatan yang dilakukan dengan

menggunakan metode survei dan wawancara. Metode ini digunakan untuk

mengetahui nilai yang diberikan oleh masyarakat terhadap peningkatan dan

penurunan mutu lingkungan.

Menurut Putra (2011), pendekatan CVM memiliki beberapa tujuan, yaitu

mengetahui keinginan membayar atau WTP (Willingness to Pay) dari masyarakat

mengenai perbaikan kondisi lingkungan. Tujuan lainnya untuk mengetahui

keingginan menerima atau WTA (Willingness to Accep) dari masyarakat terhadap

kerusakan lingkungan. Perbedaan WTP dengan WTA didasarkan pada hak

Page 18: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

18

kepemilikan, yaitu WTP merupakan kesediaan membayar oleh masyarakat yang

tidak memiliki hak milik atas kelestarian lingkungan, sedangkan WTA merupakan

kesediaan menerima oleh masyarakat yang memiliki hak milik atas kerusakan

lingkungan.

Penelitian dengan pendekatan CVM menggunakan metode survei dan

wawancara yang dapat dilakukan melalui beberapa model pertanyaan, yaitu

meliputi pertanyaan lelang, pertanyaan terbuka, payment cards, dan model

referendum. Pertanyaan lelang dicirikan dengan nilai yang diturunkan dan

dinaikkan secara bertahap hingga dihentikan pada nilai yang tetap. Pertanyaan

terbuka berarti responden diberi kebebasan mengungkapkan nilai rupiah yang

ingin dibayarkan. Model payment cards yaitu responden diberi pilihan rentang

nilai yang ditunjukkan melalui kartu. Model referendum ditunjukkan dengan

responden yang diberi suatu nilai rupiah, kemudian diberi pertanyaan setuju atau

tidak.

Kesediaan membayar atau willingness to pay (WTP) merupakan jumlah

yang bersedia dibayarkan oleh masyarakat atau individu untuk mengembalikan

kondisi kesejahteraan atau kemampuan yang semula mereka dapatkan, (Pearce

dan Turner, 1990 dalam Putra, 2011). Pengukuran WTP ini tidak tepat bila

dilakukan berdasarkan harga pasar. Hal ini karena kesediaan membayar masing-

masing individu berbeda bahkan seseorang dapat memberikan nilai lebih tinggi

dari harga pasar. Keterangan tersebut menunjukkan bahwa penilaian individu

dapat diperoleh dari WTP yang bersangkutan.

1.6. Penelitian Sebelumnya

Setyowati (2012) melakukan penelitian tentang Studi Potensi Pembangkit

Listrik Tenaga Mikrohidro Di Kabupaten Purbalingga Jawa Tengah. Penelitian ini

menggunakan data primer dan sekunder yang merupakan data debit. Data debit

primer diperoleh dengan metode pelampung. Data debit sekunder dianalisis

dengan mencari debit minimum dan debit andalan. Hasil dari penelitian ini yaitu

besarnya kebutuhan listrik pedesaan dan besarnya daya yang mampu dihasilkan

PLTMH, serta peran PLTMH sebagai sumber energi listrik pedesaan.

Page 19: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

19

Tabel 1.6. Penelitian Sebelumnya

No Nama Peneliti Topik Penelitian Daerah Penelitian Tujuan Penelitian Metode Penelitian Hasil Penelitian

1 Novika Dhany

Setyowati

(2012)

Studi Potensi

Pembangkit Listrik

Tenaga Mikrohidro Di

Kabupaten Purbalingga

Jawa Tengah

Kabupaten

Purbalingga Jawa

Tengah

Mengetahui besarnya

tenaga listrik yang

dapat dibangkitkan oleh

energi air yang ada,

khususnya di wilayah

pedesaan yang belum

berlistrik di Kecamatan

Karangjambu

Kabupaten Purbalingga

1. Data debit primer

dengan metode

pelampung

2. Data debit sekunder

diolah dengan

mencari debit

minimum dan debit

andalan

3. Daya dihitung

dengan persamaan:

P= Q x ρ x g x H

1. Kebutuhan dan

ketersediaan daya

PLTMH

2. Kontribusi PLTMH

2 Muliadi (2011) Rancang Bangun

Turbin Openflume

untuk Pembangkit

Listrik Tenaga

Mikrohidro (PLTMH)

pada Saluran Irigasi

Nyangget Desa

Murbaya Kecamatan

Pringgarata Kabupaten

Lombok Tengah

Provinsi NTB

Desa Murbaya

Kecamatan

Pringgarata

Kabupaten

Lombok Tengah

Provinsi NTB

1. Mendapatkan

karakteristik turbin

openflume hasil

rancangan dan

model berdasarkan

potensi yang

tersedia

2. Mendapatkan daya

nyata potensi

terbangkitkan

pertahun pada lokasi

tersebut dengan

turbin openflume

hasil rancangan pada

efisiensi maksimum.

Teknik analisis korelasi

yaitu teknis analisis

data untuk menentukan

hubungan antara satu

variabel data penelitian

terhadap variabel data

penelitian lainnya.

1. Potensi debit

2. Potensi head

3. Perancangan

bangunan sipil

4. Perancangan

instalasi elektrikal

Page 20: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

20

3 Weldan Kusuf

(2011)

Studi Potensi PLTMH

Jalur Distribusi Air

PDAM Kota Malang

dan Rancang Bangun

Electric Load Control

(ELC) berbasis Fuzzy

Logic Controller

Kota Malang 1. Mempelajari lebih

lanjut tentang

berbagai energi

terbarukan salah

satunya adalah

Mikrohidro

2. Memanfaatkan BPT

PDAM Kota Malang

sebagai site untuk

PLTMH

3. Mendisain ELC

berbasis Fuzzy Logic

Controller untuk

PLTMH

1. Disain Rangkaian

Elektronika

2. Disain Software

1. Sistem operasi

PDAM Kota

Malang

2. Pengujian-pengujian

3. Pola pemanfaatan

PLTMH

Page 21: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

21

1.7. Kerangka Pemikiran

Air mengalir dari tempat yang lebih tinggi ke tempat yang lebih rendah

dengan pengaruh gaya grafitasi. Pergerakan air memiliki tenaga kinetik, yaitu

tenaga gerak air. Tenaga kinetik air berpotensi diubah menjadi energi listrik

melalui sistem pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH).

Potensi tenaga kinetik air dapat diketahui melalui potensi sumberdaya

airnya, yaitu yang direpresentasikan oleh debit air. Debit air ini yang digunakan

untuk memutar turbin pada sistem PLTMH. Turbin PLTMH dapat bergerak dan

menghasilkan energi listrik dengan kebutuhan debit tertentu. Selain debit,

pergerakan turbin pada sistem PLTMH juga dipengaruhi kecepatan aliran.

Semakin tinggi kecepatan aliran maka akan menghasilkan tenaga kinetik yang

semakin besar untuk menggerakkan turbin.

Sistem mikrohidro terdiri dari dua macam, yaitu Run Off River dan

Reservoir and Dam Based. Peneliti dalam penelitian ini akan mengunakan sistem

mikrohidro jenis Reservoir and Dam Based dengan mempertimbangkan tinggi

jatuh air sebagai sumber dari energi kinetik air. Energi kinetik air ini akan jatuh

mengenai turbin air dan membuat turbin air berputar. Turbin air ini dihubungkan

dengan generator listrik, sehingga jika turbin air berputar maka generator juga

akan berputar.

Generator merupakan sumber dari energi listrik dalam sistem mikrohidro.

Terdapat beberapa macam generator yang dapat dibedakan berdasarkan daya yang

dibangkitkannya. Generator yang digunakan dalam sistem mikrohidro biasanya

memiliki tegangan 300 W, 1500 W, 3000 W , 6000 W, 10000 W, dan 12000 W.

Beberapa macam generator tersebut dipasang sesuai dengan kondisi debit dan

head yang tersedia di lapangan.

Potensi sumberdaya air dalam hal pemanfaatan mikrohidro ini dianalisis

dengan menggunakan data debit sekunder. Menurut informasi petugas lapangan

Kantor Pengamatan Pucanganom data debit Saluran Irigasi Van Der Wijck yang

tersedia hanya sekitar lima tahun yaitu dari tahun 2008 sampai 2012. Hal ini

karena pencatatan debit harian selokan Van Der Wijck ini baru dimulai sekitar

Page 22: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

22

awal tahun 2008. Data debit selama lima tahun ini menurut peneliti sudah dapat

mempresentasikan potensi sumberdaya air Saluran Irigasi Van Der Wijck.

Analisis data debit dilakukan dengan mencari debit andalan. Menurut

Setyowati (2012) debit andalan merupakan debit minimum yang sudah ditentukan

untuk terpenuhinya berbagai keperluan dan dinyatakan dalam persen. Debit

andalan memang dinyatakan dalam persen (%), yaitu debit yang selalu disamai

dan dilampaui nilainya dalam persentase waktu. Persentase debit andalan biasanya

ditentukan oleh peneliti.

Debit andalan yang dipilih dalam penelitian ini yaitu debit andalan 90%

(Q90). Debit andalan 90% ini berarti debit yang selalu disamai dan dilampaui

sepanjang 90% waktu. Waktu yang digunakan dalam analisis ini yaitu tahun,

sehingga debit andalan 90% merupakan debit yang selalu ada (disamai dan

dilampaui) sepanjang 90% dari satu tahun. Debit andalan Q90 ditentukan

berdasarkan studi literatur peneliti, yaitu dari buku Hidrologi Teknik oleh

Soemarto (1999). Literatur tersebut menjelaskan bahwa untuk kegiatan

pembangkit listrik tenaga air biasanya digunakan debit andalan 85-90%.

Analisis data debit dilakukan untuk setiap titik terjunan yang terdapat pada

dua penggal saluran sekunder, yaitu Saluran Sekunder Sedayu-Rewulu dan

Saluran Sekunder Sedayu. Analisis data debit dilakukan untuk setiap titik terjunan

karena terdapat beberapa pintu sadap di sepanjang aliran yang memungkinkan

terjadinya penurunan debit. Analisis dari segi topografi atau kemiringan lereng

juga dilakukan untuk penentuan lokasi pembangunan sistem PLTMH. Hal ini

karena sistem PLTMH memerlukan tinggi jatuh air (head) untuk menggerakkan

turbin. Analisis kemiringan lereng ini dilakukan dengan survei dan pengukuran

lapangan karena dibutuhkan data kemiringan lereng dan beda tinggi yang detail.

Salah satu hasil dari survei dan pengukuran lapangan ini merupakan titik-

titik lokasi terdapatnya head. Tidak semua titik terjunan dapat dimanfaatkan untuk

pembangunan sistem PLTMH. Niai tinggi terjunan dan karakteristik fisik sekitar

lokasi terjunan menjadi pertimbangan dalam pemilihan titik terjunan yang bisa

dimanfaatkan. Setiap titik yang terpilih ini kemudian dianalisis potensi daya air

Page 23: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

23

hidrolisnya dengan memperhitungkan debit aliran, massa jenis air, percepatan

grafitasi, dan tinggi jatuh air.

Analisis debit sesaat juga dilakukan untuk mengetahui daya hidraulis

sesaat yang mampu dihasilkan dari aliran Saluran Irigasi Van Der Wijck. Analisis

debit sesaat dilakukan dengan pengukuran lapangan pada titik-titik terdapatnya

head. Pengukuran debit ini dilakukan dengan velocity area method.

Metode velocity area method menggunakan variabel kecepatan aliran dan

luas penampang basah dalam penentuan debitnya. Varibel kecepatan aliran ini

diperoleh dari pengukuran lapangan menggunakan alat current meter, sedangkan

luas penampang basah diukur menggunakan alat meteran. Pemilihan velocity area

method dalam pengukuran debit ini karena kecepatan aliran yang terdapat di

saluran ini tidak hanya terpengaruh oleh kemiringan lereng. Aspek lain yang

mempengaruhi kecepatan aliran disini yaitu adanya tenaga dorongan dari

terdapatnya beberapa terjunan, sehingga pengukuran kecepatan aliran harus

langsung dari pergerakan airnya.

Hasil analisis daya air hidraulis selanjutnya dapat digunakan untuk

mengetahui potensi daya listrik yang mampu dihasilkan oleh aliran Saluran Irigasi

Van Der Wijck pada setiap titik terdapatnya head. Daya air hidraulis ini menjadi

daya input dalam sistem PLTMH yang menghasilkan daya output berupa energi

listrik. Daya output PLTMH ini dapat diketahui dengan memperhitungkan daya

input dan efisiensi energi melalui persamaan konversi tenaga menurut Harvey

(1993).

Kegiatan analisis data debit sekunder maupun primer seperti yang telah

dijelaskan sebelumnya bertujuan untuk menjawab tujuan penelitian yang pertama,

yaitu mengetahui potensi sumberdaya air Saluran Irigasi Van Der Wijck untuk

pemanfaatan PLTMH. Potensi sumberdaya air ini direpresentasikan dalam bentuk

debit aliran. Selain debit, analisis juga ditekankan pada kecepatan aliran yang

dipengaruhi oleh kemiringan aliran. Kecepatan aliran dalam hal ini dapat

mempengaruhi kecepatan pergerakan turbin.

Analisis kemiringan lereng detail dalam penelitian ini digunakan untuk

menjawab tujuan penelitian yang kedua, yaitu mengidentifikasi parameter

Page 24: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

24

lingkungan fisik sebagai faktor pertimbangan pembangunan PLTMH. Parameter

lingkungan fisik yang digunakan dalam analisis ini yaitu parameter kemiringan

lereng detail yang berpotensi terdapatnya head. Tinggi jatuh air (head) dalam hal

ini merupakan faktor pertimbangan pembangunan sistem PLTMH karena

berhubungan dengan pergerakan turbin.

Tujuan ketiga penelitian ini yaitu memperkirakan besarnya energi listrik

maksimal yang mampu dihasilkan oleh PLTMH pada aliran Saluran Irigasi Van

Der Wijck. Tujuan ini dijawab dengan mengakumulasikan daya listrik yang

mampu dihasilkan dari seluruh titik potensi pembangunan PLTMH. Titik-titik

potensi pembangunan PLTMH ditentukan berdasarkan terdapatnya head. Setiap

titik memiliki nilai debit dan head yang berbeda-beda, sehingga daya listrik yang

berpotensi dihasilkan juga bervariasi. Hasil perhitungan daya listrik PLTMH

setiap terjunan tentunya harus disesuaikan dengan tegangan generator yang ada.

Hal ini karena daya yang bisa dimanfaatkan yaitu daya yang keluar dari generator,

bukan daya hasil perhitungan.

Melihat kondisi daerah penelitian yang telah terjangkau oleh jaringan

listrik PLN, maka arahan dari hasil penelitian ini yaitu pemanfaatan PLTMH

sebagai sumber energi listrik untuk penerangan jalan. Pemilihan sebagai

penerangan jalan juga mempertimbangkan bentuk aliran Saluran Irigasi Van Der

Wijck yang sebagian besar mengikuti jaringan jalan. Aliran yang sejajar dengan

jalan dan memiliki banyak terjunan hanya terdapat pada aliran yang mengarah ke

selatan. Aliran ini yaitu pada penggal Saluran Sekunder Sedayu-Rewulu dan

Saluran Sekunder Sedayu. Kedua penggal saluran tersebut masuk pada wilayah

administrasi Desa Sendangrejo, Kecamatan Minggir. Hal ini menjadi

pertimbangan peneliti untuk memfokuskan penalitian pada salah satu desa di

Kecamatan Minggir, yaitu dipilih Desa Sendangrejo sebagai daerah kajian.

Hasil perkiraan besarnya energi listrik maksimal yang keluar dari

generator kemudian dikorelasikan dengan daya yang dibutuhkan oleh lampu

penerangan jalan, sehingga akan menghasilkan data jumlah lampu yang mampu

dihidupkan dari energi listrik PLTMH. Lampu penerangan jalan umum (PJU)

yang digunakan dalam penelitian ini merupakan lampu LED dengan daya 100 W.

Page 25: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

25

Lampu PJU LED 100 W memiliki pancaran cahaya yang lebih terang dari lampu

biasa, sehingga cukup untuk penerangan ruas Jalan Minggir-Moyudan.

Kehilangan daya dalam proses penyaluran energi juga harus

diperhitungkan. Penentuan jumlah lampu penerangan jalan dilakukan dengan

melihat kebutuhan lampu dilapangan dan ketersediaan sarana pendukung. Sarana

pendukung ini dapat berupa tiang listrik PLN yang dapat difungsikan sebagai

tiang lampu penerangan jalan. Setiap 50 meter terdapat tiang listrik PLN di Jalan

Minggir-Moyudan, sehingga lampu penerangan jalan dapat dipasang pada setiap

50 meter. Jumlah lampu penerangan jalan akan diketahui dengan menbagi

panjang jalan dengan jarak antar lampu. Pemetaan dalam hal ini diperlukan untuk

menentukan persebaran lokasi terjunan.

Arahan pembangunan PLTMH tidak dilakukan pada semua terjunan, yaitu

hanya dipilih satu terjunan pada Saluran Sekunder Sedayu Rewulu dan satu

terjunan pada Saluran Sekunder Sedayu. Pemilihan dua terjunan ini yaitu terjunan

yang mampu menghasilkan daya air hidraulis yang lebih besar dari terjunan

lainnya. Pemilihan ini bertujunan untuk efisiensi biaya, karena pembangunan

PLTMH membutuhkan dana yang besar dan tidak realistis jika semua terjunan

dibangun PLTMH

Pemanfaatan lampu penerangan jalan sangat berkaitan dengan masyarakat

pengguna jalan. Masyarakat pengguna jalan ini tentunya warga yang tinggal di

sekitar Saluran Sekunder Sedayu-Rewulu dan Saluran Sekunder Sedayu, yaitu

masyarakat warga Desa Sedangangrejo. Arahan lampu penerangan jalan terutama

akan dinikmati oleh masyarakat yang tinggal desa tersebut.

Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) dan jaringan

lampu penerangan jalan tentunya membutuhkan biaya perawatan untuk

kelestariannya. Perawatan lampu penerangan jalan umum (PJU) sebenarnya sudah

menjadi tanggung jawab Pemerintah Daerah, namun tidak ada salahnya jika

peneliti mencoba menggali kesediaan masyarakat berperan serta langsung dalam

upaya pelestarian sumberdaya. Jika masyarakat dapat berperan langsung maka

masyarakat akan merasa memiliki dan membutuhkan sumberdaya yang ada,

sehingga diharapkan kelestarian sumberdaya juga akan terus terjaga.

Page 26: BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/78397/potongan/S1... · ini memanfaatkan tenaga air dalam skala kecil sebagai sumber energi. Tenaga air

26

Peneliti mencoba menganalisis peran serta masyarakat dalam kelestarian

sumberdaya menggunakan analisis valusai ekonomi. Analisis valuasi ekonomi ini

dapat dilakukan dengan analisis Willingness to Pay (WTP). Analisis ini dilakukan

untuk memgetahui penilaian masyarakat terhadap PLTMH dan jaringan lampu

penerangan jalan melalui nilai kesediaan masyarakat untuk membayar demi

kelestariaan sumberdaya. Hasil dari analisis valuasi ekonomi ini selanjutnya juga

dapat dihubungkan dengan analisis cost-benefit dalam pembangunan sistem

PLTMH.

Gambar 1.8. Diagram Pemikiran

Potensi Sumberdaya Air

dan Terjunan

Dapat Dimanfaatkan

untuk PLTMH

Menghasilkan

Daya Listrik

Masalah Jalan Gelap saat

Malam Hari

Membutuhkan Lampu

Penerangan Jalan

Beban Daya Lampu

Pemanfaatan PLTMH untuk Lampu

Penerangan Jalan

Membutuhkan Biaya Perawatan untuk

Keberlangsungan Sumberdaya

Nilai Kesediaan Membayar Masyrakat

(WTP)