1EVALUASI KINERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MINIHIDRO( PLTM ) HUTARAJA DI KECAMATAN DOLOK SANGGUL KABUPATEN

HUMBANG HASUNDUTAN PROPINSI SUMATERA UTARA

Junmiflin Sihite1, Ivan Indrawan2, Syahrizal3

1Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU MedanEmail: junmiflin@gmail.com

2Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USUMedan

Email: ivanindrawan76@gmail.com3Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU

MedanEmail: syahrizal@usu.ac.id

ABSTRAKKrisis listrik yang terjadi mendorong pengimplementasian energi terbarukan sebagai upaya untuk

memenuhi pasokan listrik Negara. PLTM adalah jenis pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air sebagaibahan bakarnya sehingga dapat menghasilkan listrik. Besarnya listrik yang dihasilkan oleh PLTM tergantungpada debit alirannya dan tinggi jatuh atau head pada instalasinya. Debit aliran dan tinggi jatuh berbanding lurusdengan daya yang dihasilkan. Dalam pelaksanaan studi ini dilakukan pengumpulan data primer dan datasekunder. Data primer mencakup inventarisasi komponen PLTM, mulai dari intake, saluran pembawa, hinggarumah pembangkit (power house). Data sekunder meliputi data curah hujan, topografi, as back drawing, daerahtangkapan air (catchment area), UKL & UPL, dll. Setelah data terkumpul, akan dilanjutkan pada tahap analisa.Analisa yang dilakukan meliputi analisa hidrologi yang bertujuan untuk mengetahui out put daya yang dapatdihasilkan PLTM, analisa Pekerjaan Sipil & Mekanikal Elektrikal, dan analisa Finansial yang bertujuan untukmengetahui kelayakan dari sisi ekonomi. Study ini akan membahas bagaimana kinerja Pembangkit ListrikTenaga Mini Hidro Hutaraja apakah PLTM tersebut layak untuk dikembangkan? Dari hasil perhitunganmenunjukan bahwa perhitungan debit andalan dengan Metode F.J. Mock menghasilkan debit andalan sebesar3,312 m3/dtk dan daya yang dihasilkan sebesar 26.280.000 KwH/Thn. Dari perhitungan, biaya yang digunakanuntuk pembangunan PLTM Hutaraja adalah Rp. 56.920.000.000,00. Berdasarkan hasil analisa hidrologi dananalisa finansial maka PLTM Hutaraja layak untuk dikembangkan mengingat waktu pengembalian biayapembangunan jauh lebih kecil yaitu 7thn dari umur PLTM yaitu 20thn.

Keywords : PLTM, Pembangkit Listrik, Mini Hidro

ABSTRACT

Caused blackouts encourage the implementation of renewable energy in an effort to fulfill electricitysupply of country. Mini hidro power is a type of electricity generation that use water as fuel energy so as togenerate electricity. The amount of electricity generated by mini power depends on the discharge flow and highfalls (head) on installation. Flow rates and high falls (head) directly proportional to the power generated. In theimplementation of this study conducted primary data collection and data secondary. Primary data include minipower component inventory, ranging from the intake, the carrier channel, until power house. Secondary dataincludes the data of rainfall, topography, as back drawing, catchment area , UKL and UPL, etc.. Once the data iscollected, the analysis will proceed in stages. The analysis includes hydrologic analysis aims to determine theoutput power can be generated micro power plants, analysis of Civil work & Mechanical Electrical work, andFinancial analysis aimed to determine the feasibility of the economy. This study will discuss how theperformance of Mini Hydro Power Plant Hutaraja whether the micro power deserves to be developed? From thecalculation results show that the discharge calculation mainstay with FJ Mock method produce dischargemainstay 3,312 m3/dtk and power generated at 26.280.000 KwH/Yr. From the calculation, the cost of which isused for the construction of Mini Hidro Power Hutaraja is Rp. 56,920,000,000.00. Based on the results of thehydrologic analysis and financial analysis of the mini hidrologi power Hutaraja feasible to be developed,considering the construction cost payback time is 7 year much smaller than the age of micro power is 20 year.

Keywords: PLTM, Power Plants, Mini Hydro

2Pendahuluan

Latar Belakang

Di daerah Sumatra Utara terdapat berbagai daerah yang cukup berpotensi dalam pengembangan sumberdaya energi khususnya pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro bahkan PLTA skala kecil menengah. Potensi ini dapat dijumpai di daerah-daerah kabupaten yang berada di jajaran pegunungan BukitBarisan seperti Dairi, Pakpak barat, Karo, Tapanuli Utara, Tapanuli Tengah dan Humbang Hasundutan.Sehingga PLTM ini merupakan salah satu alternatif yang cocok dikembangkan oleh PLN dalam penyediaanlistrik sehingga kabutuhan eneri listrik untuk masyarakat dapat dipenuhi.

Kabupaten Humbang Hasundutan merupakan salah satu daerah yang memiliki potensi dalampengembangan pembangkit listrik tenaga minihidro dan mikrohidro, karena Kabupaten Humbang Hasundutanyang merupakan salah satu Kabupaten termuda di Propinsi Sumatera Utara, sebagai hasil pemekaran dariKabupaten Tapanuli Utara yang secara geografis, terletak di bagian tengah Sumatera Utara, berada pada 2 13' -2 28' Lintang Utara dan 98 10' - 98 57' Bujur Timur.

Menurut data dari Deperindag di Humbang Hasundutan terdapat 22 air terjun dengan debit aliran antara0,8 s.d. 10 m/s dan ketinggian air terjun antara 5 s.d. 70 m. Dari ke 22 air terjun tersebut diperkirakan dapatmensuplai energi listrik sebesar 29,3 MW (Farel Hasiholan Napitupulu, Potensi Air Terjun untuk PLTMH diSumatera Utara, Medan 2008). Beberapa diantaranya telah banyak dimohon oleh pihak swasta untukdikembangkan dapat dilihat dalam tabel berikut ini.

Tabel 1. Daftar Air Terjun yang telah dimohon beberapa perusahaan Swasta

No Potensi Air Terjun Yang Dimohon Keterangan1 Aek Simonggo Tornauli, Kec. Parlilitan Izin/tahap study kelayakan

2 Aek Simonggo Nambadia Kec. Parlilitan Izin/tahap study kelayakan

3 Aek Riman Kec. Tarabintang Penataan lokasi

4 Aek Sisira, Kec. Parlilitan Tahap Study Kelayakan

5 Aek Sirahar, Kec. Pakkat Penataan lokasi

6 Aek Simonggo Parduan, Kec. Tarabintang Izin/tahap study kelayakan

7 Aek Rahu II, Kec. Parlilitan Penataan Lokasi

8 Aek Rahu I, Kec. Parlilitan Izin/tahap study kelayakan

9 Aek Simonggo, Kec. Parlilitan Izin/tahap study kelayakan

10 Aek Nadumogor, Kec. Kec. Sijamapolang Izin/tahap study kelayakan11 Aek Sisira, Kec. Tarabintang Izin/tahap study kelayakan

12 Aek Rambe, Kec. Tarabintang Izin/tahap study kelayakan

13 Aek Simangira, Kec. Baktiraja Izin/tahap study kelayakan14 Aek Sibuluan, Kec. Onanganjang Tahap Perpanjangan ijin prinsip

Sumber: Kantor Pertambangan dan Energi dan beberapa sumber lain.

METODOLOGI PENELITIAN

Metode Meteorological Water Balance Dr. F.J. MockMetode ini ditemukan oleh Dr. F.J. Mock pada tahun 1973 dimana metode ini didasarkan atas

fenomena alam dibeberapa tempat di Indonesia. Dengan metode ini, besarnya aliran dari data curah hujan ,karakteristik hidrologi daerah pengaliran dan evapotranspirasi dapat dihitung. Pada dasarnya metode ini adalah

3hujan yang jatuh pada catchment area sebagian akan hilang sebagai evapotranspirasi, sebagian akan langsungmenjadi aliran permukaan (direct run off) dan sebagian lagi akan masuk kedalam tanah (infiltrasi), dimanainfiltrasi pertama-tama akan menjenuhkan top soil, kemudian menjadi perkolasi membentuk air bawah tanah(ground water) yang nantinya akan keluar ke sungai sebagai aliran dasar (base flow). Adapun ketentuan darimetode ini adalah sebagai berikut :

1. Data meteorologiData meterologi yang digunakan mencakup :

a. Data presipitasi dalam hal ini adalah curah hujan bulanan dan data curah hujan harian.b. Data klimatologi berupa data kecepatan angin, kelembapan udara, tempratur udara dan penyinaran

matahari untuk menentukan evapotranspirasi potensial (Eto) yang dihitung berdasarkan metode

Penman Modifikasi

2. Evapotranspirasi Aktual ( Ea)Penentuan harga evapotranspirasi actual ditentuakan berdasarkan persamaan :

E = Eto x d/30 x m (2.10)E = Eto x (m / 20) x (18-n) (2.11)Ea = Eto E (2.12)

dimana : Ea = Evapotranspirasi aktual (mm),Eto = Evapotranspirasi potensial (mm),D= 27 (3/2) x n,N = jumlah hari hujan dalam sebulan,m = Perbandingan permukaan tanah yang tidak tertutup dengan

tumbuh-tumbuhan penahan hujan koefisien yang tergantung jenisarea dan musiman dalam % , m = 0 untuk lahan dengan hutan lebat,

M =Untuk lahan dengan hutan sekunder pada akhir musim dan bertambah 10 % setiap bulanberikutnya.m = 10 40% untuk lahan yang erosi ,m = 30 50 % untuk lahan pertanian yang diolah ( sawah ).

3. Keseimbangan air dipermukaan tanah (S)a. Air hujan yang mencapai permukaan tanah dapat dirumuskan sebagai berikut:

S = R Ea (2.13)dimana : S = Keseimbangan air dipermukaan tanah,

R = Hujan Bulanan ,Ea = Evapotranspirasi Aktual.

Bila harga positif (R > Ea) maka air akan masuk ke dalam tanah bila kapasitas kelembapan tanah belumterpenuhi. Sebaliknya bila kondisi kelembapan tanah sudah tercapai maka akan terjadi limpasanpermukaan (surface runoff). Bila harga tanah S negatif ( R > Ea ) , air hujan tidak dapat masukkedalam tanah (infltrasi) tetapi air tanah akan keluar dan tanah akan kekurangan air (defisit).

b. Perubahan kandungan air tanah (soil storage) tergantung dari harga S. Bila S negatif maka kapasitaskelembapan tanah akan kekurangan dan bila harga S positif akan menambah kekurangan kapasitas

kelembapan tanah bulan sebelumnya.

c. Kapasitas kelembapan tanah (soil moisture capacity). Didalam memperkirakan kapasitas kelembapantanah awal diperlukan pada saat dimulainya perhitungan dan besarnya tergantung dari kondisi porositaslapisan tanah atas dari daerah pengaliran. Biasanya diambil 50 s/d 250 mm, yaitu kapasitas kandunganair didalam tanah per m3. semakin besar porositas tanah maka kelembapan tanah akan besar pula.

d. Kelebihan Air (water surplus)

4e. Besarnya air lebih dapat mengikuti formula sbb :

WS = S - Tampungan tanah (2.14)dimana : WS = water surplus,

S = R- Ea,Tampungan Tanah = Perbedaan Kelembapan tanah.

4. Limpasan dan penyimpanan air tanah (Run off dan Ground Water storage).a. Infiltrasi (i)

Infiltrasi ditaksir berdasarkan kondisi porositas tanah dan kemiringan daerah pengaliran. Daya infiltrasi

ditentukan oleh permukaan lapisan atas dari tanah. Misalnya kerikil mempuyai daya infiltrasi yang

lebih tinggi dibandingkan dengan tanah liat yang kedap air. Untuk lahan yang terjal dimana air sangatcepat menikis diatas permukaan tanah sehingga air tidak dapat sempat berinfltrasi yang menyebabkandaya infiltrasi lebih kecil. Formula dari infiltrasi ini adalah sebagai berikut:

i = Koefisien Infiltrasi x WS (2.15)dimana :

WS = kelebihan airKoefisien Infiltrasi = 0 s/d 1,0

b. Penyimpanan air tanah (ground water storage).Pada permulaan perhitungan yang telah ditentukan, besarnya penyimpanan air awal tergantung

dari kondisi geologi setempat dan waktu.Persamaan yang digunakan adalahVn = k. (Vn 1) + (1 + k ) in (2.16)(Sumber : PT. Tricon Jaya, Sistim Planing Irigasi Ongka Persatuan Kab. Donggala Hal V-4)

dimana :

Vn = Volume simpanan ait tanah periode n ( m3),Vn 1 = Volume simpanan air tanah periode n 1 (m3),K = qt/qo = Faktor resesi aliran air tanah (catchment are recession factor )

k =Faktor resesi aliran tanah berkisar antara 0 s/d 1 , )qt = Aliran tanah pada waktu t (bulan ke t) ,qo = Aliran tanah pada awal (bulan ke 0),in = Infiltrasi bulan ke n (mm).

Untuk mendapatkan perubahan volume aliran air dalam tanah mengikuti persamaan :

Vn = Vn - Vn 1 (2.17)

c. Limpasan (Run off )Air hujan atau presipitasi akan menempuh tiga jalur menuju kesungai. Satu bagian akan mengalir

sebagai limpasan permukaan dan masuk kedalam tanah lalu mengalir ke kiri dan kananya membentuk aliran

antara. Bagian ketiga akan berperkolasi jauh kedalam tanah hingga mencapai lapisan air tanah. Aliranpermukaan tanah serta aliran antara sering digabungkan sebagai limpasan langsung (direc run off) Untukmemperoleh limpasan, maka persamaan yang digunakan adalah :

BF = I - ( Vn ) ( 2.18)Dro = WS I (2.19)Ron = BF +Dro (2.20)dimana : BF = Aliran dasar (m3/dtk/km),

I = Infltrasi (mm), Vn = Perubahan volume aliran tanah (m3),Dro = Limpasan Langsung (mm),WS = Kelebihan air ,Ron = Limpasan periode n (m3/dtk/km2)

5d. Banyaknya air yang tersedia dari sumbernya.Persamaan yang digunakan adalah:Qn = Ron x A (2.21)dimana: Qn= Banyaknya air yg tersedia dari sumbernya, periode n (m3/dtk),

A = Luas daerah tangkapan (catchment area) Km2.

Debit Andalan (Qn)

Debit andalan (dependable flow) adalah debit minimum sungai untuk kemungkinan terpenuhi yangsudah ditentukan yang dapat dipakai untuk pembangkit listrik. Kemungkinan terpenuhi ditetapkan 80%(kemungkinan bahwa debit sungai lebih rendah dari debit andalan adalah 20%). Debit andalan ditentukan untukperiode tengah bulanan. Debit minimum sungai dianalisis atas dasar data debit harian sungai. Agar analisisnya

cukup tepat dan andal, catatan data yang diperlukan harus meliputi jangka waktu paling sedikit 20 tahun. Jikapersyaratan ini tidak bisa dipenuhi, maka metode hidrologi analitis dan empiris bisa dipakai.

Dalam menghitung debit andalan, kita harus mempertimbangkan air yang diperlukan dari sungai di hilir

pengambilan. Debit air yang ada dari waktu kewaktu mengalami penurunan seiring dengan penurunan fungsi

daerah tangkapan air. Penurunan debit andalan dapat menyebabkan kinerja PLTM berkurang yangmengakibatkan pengurangan daya yang dihasilkan. Antisipasi keadaan ini perlu dilakukan dengan memasukanfaktor koreksi besaran 80% - 90% untuk debit andalan. Faktor koreksi tersebut bergantung pada kondisiperubahan daerah aliran sungai (DAS).

Dalam evaluasi kinerja Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro, metode perhitungan debit andalan dapatmenggunakan metode simulasi perimbangan air dari Dr. F.J.Mock (KP.01,1936). Dengan data masukan daricurah hujan di Daerah Aliran Sungai, evapotranspirasi, vegetasi dan karakteristik geologi daerah aliran.

Metode ini menganggap bahwa air hujan yang jatuh pada daerah aliran (DAS) sebagian akan menjadilimpasan langsung dan sebagian akan masuk ke tanah sebagai air infiltrasi, kemudian jika kapasitas menampunglengas tanah sudah terlampaui, maka air akan mengalir ke bawah akibat gaya gravitasi.

Klarifikasi pengukuran head (H)Pengukuran head dapat dilakukan dengan menggunakan peta tofografi atau beberapa metode

pengukuran. Setelah didapatkan perkiraan head kotor ( gross head ), maka dilakukan penentuan head bersih (netto head ) yang berhubungan dengan perencanaan bangunan sipil.

Menghitung Daya Terinstall (P)

P = Qn . H. .g .totDimana:

Qn = debit andalan (m3/s)H = tinggi jatuh efektif (m) = massa jenis airtot = efisiensi total

Pengumpulan Data

Untuk mencapai tujuan dan sasaran penelitian ini maka tahapan proses penelitian yang dilakukan oleh penulisadalah sebagai berikut :1. Studi Literatur

Mencari, mengumpulkan dan mempelajari bahan-bahan atau teori-teori dari beberapa buku yangberhubungan dengan pembangkit listrik tenaga hidro (air) untuk pengerjaan tugas akhir.

62. Pengumpulan Data

Mengambil data-data yang diperlukan yang terdiri dari :

a. Data primer. Adalah data yang diambil langsung dari hasil pengukuran sendiri di lokasi study. Misalnya

foto dokumentasi yang memperlihatkan kondisi PLTM. Informasi-informasi tersirat yang berhubungandengan PLTM.

b. Data sekunder. Adalah data yang diambil dari hasil pengukuran sebelumnya oleh pihak lain atau dari

instansi terkait. Antara lain as back drawing PLTM, data curah hujan sepuluh tahun terakhir pengukuran,data KWH, data debit sungai. Selain itu data-data sekunder didapat juga dari hasil diskusi penulis denganoperator yang merupakan staf PT Bumi Humbahas Energi.

Prosedur Penelitian

1. Menghitung debit andalan sungai berdasarkan data curah hujan yang menggunakan metode Dr.F.J.Mock.2. Mengklarifikasi tinggi jatuh (Head) berdasarkan data tofografi.3. Menghitung jumlah daya Terinstall.

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Tabel 2. Data Curah Hujan Sungai Aek SilangUntuk menghitung besar debit sungai yang dapat diandalkan akan dilakukan analisis data curah hujan

minimal pengukuran sepuluh tahun terakhir. Berikut adalah data curah hujan yang digunakan pada penelitian iniyaitu data curah hujan hasil pengukuran pada stasiun pengamatan Gabe Hutaraja.

DATA CURAH HUJAN (mm)DAS : S. Aek silangStasiun : Gabe Hutaraja

Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des

1996 76 267 238 229 120 180 155 151 63 240 135 1451997 82 178 192 151 64 124 136 76 85 198 128 1301998 163 201 136 100 167 106 120 306 157 89 35 2311999 188 120 260 71 90 104 79 164 290 387 201 2612000 156 83 170 150 80 22 113 50 291 141 151 2972001 208 248 81 394 29 174 90 39 202 129 188 3152002 166 173 191 252 272 85 28 56 271 143 446 3292003 370 330 224 261 110 323 280 212 144 303 307 2912004 247 426 123 336 42 6 200 31 335 464 332 3922005 161 139 239 152 85 125 133 202 104 187 269 266

Jumlah 1817 2165 1854 2096 1059 1249 1334 1287 1942 2281 2192 2657Rata-rata

181,70 216,50 185,40 209,60 105,90 124,90 133,40 128,70 194,20 228,10 219,20 265,70

Sumber: Stasiun Pengamatan Gabe Hutaraja

Pada penelitian ini, analisis curah hujan dilakukan dengan menggunakan metode Dr.F.J.Mock.Tujuannya adalah untuk mengetahui jumlah presipitasi sungai sepanjang tahun sehingga dapat ditentukan debitdisain. Untuk mengetahui hasil analisis data curah hujan untuk sungai Aek Silang dapat dilihat pada tabel 3berikut:

7Tabel 3. Perhitungan Debit Andalan

PERHITUNGAN DEBIT ANDALANNO. DEBIT PROB. NO. DEBIT PROB. NO. DEBIT PROB.

m3/det % m3/det % m3/det %1 24,718 0,826 41 9,890 34,167 81 4,920 66,9422 24,216 1,653 42 9,700 35,000 82 4,750 67,7693 22,822 2,479 43 8,780 35,833 83 4,700 68,5954 22,627 3,306 44 8,680 36,667 84 4,650 69,4215 20,249 4,132 45 8,290 37,500 85 4,140 70,2486 20,152 4,959 46 8,260 38,333 86 4,090 71,0747 19,760 5,785 47 8,240 39,167 87 4,030 71,9018 19,329 6,612 48 7,940 40,000 88 4,020 72,7279 18,868 7,438 49 7,890 40,833 89 3,860 73,55410 18,166 8,264 50 7,790 41,667 90 3,820 74,38011 18,081 9,091 51 7,720 42,500 91 3,780 75,20712 16,746 9,917 52 7,670 43,333 92 3,680 76,03313 16,662 10,744 53 7,560 44,167 93 3,670 76,86014 15,817 11,570 54 7,560 45,000 94 3,580 77,68615 15,203 12,397 55 7,400 45,833 95 3,500 78,51216 15,129 13,223 56 7,280 46,667 96 3,440 79,33917 14,908 14,050 57 7,280 47,500 97 3,280 80,16518 14,731 14,876 58 7,090 48,333 98 3,070 80,99219 14,368 15,702 59 7,010 49,167 99 2,920 81,81820 13,680 16,529 60 6,960 50,000 100 2,920 82,64521 13,490 17,355 61 6,790 50,833 101 2,880 83,47122 13,350 18,182 62 6,660 51,667 102 2,590 84,29823 13,280 19,008 63 6,600 52,500 103 2,510 85,12424 13,170 19,835 64 6,550 53,333 104 2,510 85,95025 13,170 20,661 65 6,450 54,167 105 2,500 86,77726 13,030 21,488 66 6,220 55,000 106 2,490 87,60327 12,700 22,314 67 6,110 55,833 107 2,480 88,43028 12,290 23,140 68 6,060 56,667 108 2,440 89,25629 12,270 23,967 69 6,030 57,500 109 2,330 90,08330 12,050 24,793 70 6,030 58,333 110 2,300 90,90931 12,050 25,620 71 5,680 59,167 111 2,210 91,73632 11,700 26,446 72 5,670 60,000 112 2,210 92,56233 11,650 27,273 73 5,510 60,833 113 1,860 93,38834 11,560 28,099 74 5,500 61,667 114 1,840 94,21535 11,460 28,926 75 5,470 62,500 115 1,760 95,04136 11,440 29,752 76 5,430 63,333 116 1,760 95,86837 11,410 30,579 77 5,300 64,167 117 1,430 96,69438 10,970 31,405 78 5,260 65,000 118 1,410 97,52139 10,560 32,231 79 5,150 65,833 119 1,280 98,34740 9,940 33,058 80 5,140 66,667 120 1,050 99,174

8Berdasarkan interpolasi maka pada probabilitas 80% didapat debit andalan sebesar 3,312m3/s. ( lihatgambar 1).

Gambar 1. FDC (Flow Duration Curve)

Analisa Potensi Daya TerbangkitkanDaya listrik yang dapat dibangkitkan dihitung dengan memakai persamaan:

P= .g.Q.Heff.tot

Berdasarkan data dan hasil perhitungan maka diketahui parameter disain sbb:

Debit (Q) = 3,312 m3/dtk ( Probabilitas kejadian 80% ) Tinggi jatuh (Heff) = 100 m (berdasarkan data) Efisiensi (tot) = 0,9 Massa jenis air ( ) = 1000 kg/m3

Grafitasi (g) = 9,81 m/s2

P = 1000 x 9,81 x 3,312 x 100 x 0,9= 2.924.164,8 W dibulatkan menjadi= 3000 KW

= 3 MW

0,002,004,006,008,00

10,0012,0014,0016,0018,0020,0022,0024,0026,00

0

Discha

rge (m

3/s)

3,312

8

Berdasarkan interpolasi maka pada probabilitas 80% didapat debit andalan sebesar 3,312m3/s. ( lihatgambar 1).

Gambar 1. FDC (Flow Duration Curve)

Analisa Potensi Daya TerbangkitkanDaya listrik yang dapat dibangkitkan dihitung dengan memakai persamaan:

P= .g.Q.Heff.tot

Berdasarkan data dan hasil perhitungan maka diketahui parameter disain sbb:

Debit (Q) = 3,312 m3/dtk ( Probabilitas kejadian 80% ) Tinggi jatuh (Heff) = 100 m (berdasarkan data) Efisiensi (tot) = 0,9 Massa jenis air ( ) = 1000 kg/m3

Grafitasi (g) = 9,81 m/s2

P = 1000 x 9,81 x 3,312 x 100 x 0,9= 2.924.164,8 W dibulatkan menjadi= 3000 KW

= 3 MW

10 20 30 40 50 60 70 80

Probability (%)

Flow Duration Curve

8

Berdasarkan interpolasi maka pada probabilitas 80% didapat debit andalan sebesar 3,312m3/s. ( lihatgambar 1).

Gambar 1. FDC (Flow Duration Curve)

Analisa Potensi Daya TerbangkitkanDaya listrik yang dapat dibangkitkan dihitung dengan memakai persamaan:

P= .g.Q.Heff.tot

Berdasarkan data dan hasil perhitungan maka diketahui parameter disain sbb:

Debit (Q) = 3,312 m3/dtk ( Probabilitas kejadian 80% ) Tinggi jatuh (Heff) = 100 m (berdasarkan data) Efisiensi (tot) = 0,9 Massa jenis air ( ) = 1000 kg/m3

Grafitasi (g) = 9,81 m/s2

P = 1000 x 9,81 x 3,312 x 100 x 0,9= 2.924.164,8 W dibulatkan menjadi= 3000 KW

= 3 MW

80 90 100

9Analisa BiayaBiaya total pembangkitan energi listrik tenaga minihidro merupakan penjumlahan dari biaya modal dan

biaya operasi dan perawatan. Karenanya dalam perhitungan biaya pembangkitan energi listrik, harus dihitung

satu persatu dari ketiga biaya di atas. Berdasarkan perhitungan, biaya yang digunakan pada pembangunan PLTMHutara adalah Rp.56.918.039.312,83. Estimasi biaya dapat dilihat pada tabel 4 berikut:

Tabel 4: Estimasi Biaya Pembangunan PLTM HutarajaNo PEKERJAAN JUMLAH BIAYA

A PEKERJAAN SIPIL

1 BENDUNG (WEIR) Rp.3.708.344.841,212 BANGUNAN PENGAMBILAN (INTAKE) Rp.1.250.781.896,223 KANTUNG LUMPUR (SANDTRAP) Rp.1.833.120.536,714 SALURAN HANTAR WATERWAY Rp.7.983.185.887,505 HEAD POND (KOLAM PENAMPUNG) Rp.3.578.041.675,296 PENSTOCK Rp.3.530.336.921,827 POWER HOUSE Rp.1.974.400.672,098 TAILRACE Rp. 478.967.622,039 METAL WORK Rp. 801.359.259,96

10 LAIN-LAIN Rp.4.523.500.000,00

JUMLAH Rp.29.662.039.312,83

B PEKERJAAN ELECTRO-MECHANIC1 Hidraulic Power Pack for automatic Operation Rp.310.000.000,002 Penstock Bifurcation (Branch Pipe) Rp.520.000.000,003 Flywheel arrangement Rp.200.000.000,004 Governing System (turbin + Electronic Speed Governor Rp.8.328.000.000,005 Generator (self regulating brushless 3 phase) Rp.5.496.000.000,006 MV Equipment & LV control board for SCADA Rp.1.200.000.000,00

extented system7 Tools and Paints Rp.30.000.000,008 Delivery CIF Indonesia ( Belawan - North Sumatera ) Rp.696.000.000,009 Supervision fn erection + local erection work Rp.1.700.000.000,00

10 Spareparts (LV Switchboard, Generator, MIV, Governor) Rp.216.000.000,0011 IMPORT DUTY ( PDRI, Bea Masuk) Rp.1.500.000.000,00II Jaringan 20 KV (20 km) Rp.7.060.000.000,00

JUMLAH Rp.27.256.000.000,00

TOTAL BIAYA (A+B) 56.918.039.312,83

10

Kapasitas Terinstall = 3000 KW

= 3000 x (365 hari x 24 jam)= 3000 x 8760

= 26.280.000 KwH/Thn

Waktu Operasi ( n ) = 20 ThnBiaya Investasi = Rp. 56.918.039.312,00 dibulatkan menjadi

= Rp. 56.920.000.000,00Modal = 30 % dari Biaya Investasi

= 30% x Rp. 56.920.000.000,00= Rp. 17.076.000.000,00

Utang ( pinjaman ) = 70 % dari Biaya Investasi= 70 % x Rp. 56.920.000.000,00= Rp. 39.844.000.000,00

Bunga Pinjaman/ Thn = 17 %Biaya O & M = Rp. 10,00 / KwH

Pajak Retribusi = Rp. 10,00 / KwH

1. PENGELUARAN /Thn ( Total Cost )Biaya O & M = Rp. 10,00 / KwH x 26.280.000 KwH

= Rp 262.800.000,00Pajak Retribusi = Rp. 10,00 / KwH x 13.155.107,6 KwH

= Rp 262.800.000,00Bunga Pinjaman/Thn = 17 % x Rp. 39.844.000.000,00

= Rp. 6.773.480.000,00

Cicilan = Rp. 5.692.000.000,00 (Trial and Eror)

Dengan cicilan Rp. 5.692.000.000,00 tiap tahun, maka pinjaman beserta bunganya akan dapatdikembalikan pada tahun ke-7 dapat dilihat sbb:. . . ,. . . , = 7 Thn

Total Cost = Biaya O & M + Pajak Retribusi + Bunga Pinjaman + Cicilan= Rp. 262.800.000,00

Rp. 262.800.000,00Rp. 6.773.480.000,00Rp. 5.692.000.000,00 +Rp. 12.991.080.000,00

11

Aktual Cost/KwH =/

=

. . . . ,. .= Rp. 494,333/KwH

= Rp. 500,00/KwH

Harga Jual = Rp.700,00/KwH

2. PENDAPATAN /ThnPenjualan Listrik = 26.280.000 KwH/Thn x Rp. 700,00

= Rp 18.396.000.00,00

3. PEMASUKAN /Thn ( CIF )= PENDAPATAN /Thn - PENGELUARAN /Thn

= Rp.18.396.000.000,00 - Rp.12.849.168.000,00= Rp.5.546.832.000

Untuk pemasukan pada tahun selanjutnya dapat dilihat pada tabel 5 berikut:

12

Tabel 5. Analisa Ekonomi Selama 20 Tahun

P teristall 26.280.000 Kwhtarif listrik 700 /KwhBiaya Investasi 56.920.000.000,00 RpModal 17.076.000.000,00 RpPinjaman 39.844.000.000,00 RpBunga Pinjaman 0,17Biaya O & P 10,00 Rp/KwH 262.800.000Pajak Retribusi 10,00 Rp/KwH 262.800.000Cicilan/Thn 5.692.000.000 Rp

Tahun Ke 1 2 3 4 5 6 7 8

PEMASUKANPenjualan 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000

PENGELUARAN 12.991.080.000,00 12.023.440.000 11.055.800.000 10.088.160.000 9.120.520.000 8.152.880.000 7.185.240.000 525.600.000,00Biaya O&P 262.800.000,00 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000Pajak Retribusi 262.800.000,00 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000Cicilan 5.692.000.000,00 5.692.000.000 5.692.000.000 5.692.000.000 5.692.000.000 5.692.000.000 5.692.000.000Bunga Pinjaman 6.773.480.000,00 5.805.840.000 4.838.200.000 3.870.560.000 2.902.920.000 1.935.280.000 967.640.000

PEMASUKAN 5.404.920.000,00 6.372.560.000 7.340.200.000 8.307.840.000 9.275.480.000 10.243.120.000 11.210.760.000 17.870.400.000BERSIH

13

9 10 11 12 13 14 15 16 17

18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000

525.600.000 525.600.000 525.600.000 525.600.000 525.600.000 525.600.000 525.600.000 525.600.000 525.600.000262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000 262.800.000

17.870.400.000 17.870.400.000 17.870.400.000 17.870.400.000 17.870.400.000 17.870.400.000 17.870.400.000 17.870.400.000 17.870.400.000

14

18 19 20

18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 367.920.000.000,00

525.600.000 525.600.000 525.600.000 77.449.920.000,00262.800.000 262.800.000 262.800.000262.800.000 262.800.000 262.800.000

17.870.400.000 17.870.400.000 17.870.400.000 290.470.080.000,00

CIF (PemasukanThn ke 20)

COF (Pengeluaran Thn ke 20)

Benefit

15

Kesimpulan

Dari hasil analisis dan pembahasan yang telah diuraikan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Berdasarkan analisis curah hujan, klimatologi, dan tofografi mengindikasikan bahwa ada potensi debitsungai sebesar 3,312 m3/detik (probabilitas kejadian 80%) dengan head 100 m.

2. Dari perhitungan, daya listrik yang dapat dibangkitkan adalah sebesar 3000 KW atau 26.280.000 KwHdalam setahun. Semua daya yang dihasilkan dijual ke PLN dengan harga jual Rp.700,00. Harga tersebutsesuai dengan peraturan pemerintah tahun 2009 yaitu ( Rp. 656,00 x 1,2 = Rp.787,2) / KwH.

3. Biaya investasi yang dibutuhkan untuk membangun PLTM Hutaraja tersebut adalah Rp.56.920.000.000,00 ( lima puluh enam milyar sembilan ratus dua puluh juta rupiah ).

4. Dari hasil perhitungan, total CIF (pemasukan) selama 20 tahun adalah Rp.367.920.000.000,00, COF(pengeluaran) Rp.77.449.920.000,00, dan Benefit (pemasukan netto) Rp.290.470.080.000,00.

5. Kondisi bangunan sipil pada PLTM Hutaraja masih dalam kondisi baik dan terurus sehingga masihbelum perlu pengeluaran biaya untuk perbaikan.

Saran1. Karena masih banyak potensi tenaga air yang belum dibangkitkan di Kabupaten Humbahas, maka

diharapkan adanya kajian kembali mengenai pemanfaatan potensi tersebut untuk pembangkit listrikdengan kapasitas yang lebih besar.

2. Resapan air di daerah hulu perlu di jaga supaya aliran air tetap stabil, yaitu dengan melakukan gerakanpenghijaun serta memastikan tidak terjadi penebangan hutan dan pembukaan lahan untuk perkebunan.Oleh karena itu, guna mendukung gerakan ini perlu diadakan sosialisasi kepada masyarakat, supaya

tidak sembarangan menebang pohon, bahkan ditekankan supaya hutan dijaga dan dilestarikan.3. Kondisi tanah timbunan pada saluran pembawa perlu diperhatikan karena bahaya akan longsor.

16

DAFTAR PUSTAKA

Ir. Marsudi Djiteng. 2011. Pembangkitan Energi Listrik. Jakarta : Penerbit Erlangga.

Dr. Suyitno, Mpd. Juni 2011. Pembangkit Energi Listrik. Jakarta : Penerbit Rineka Cipta.

Eko Prastyo dkk. 2010. PLTMH Sebagai Solusi Permasalahan Energi Di Daerah Terpencil DanPerencanaannya. Teknik sipil universitas Bengkulu : Bengkulu.

Ir. Wahyurida. Study Kelayakan Dan Disain Teknis Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro.

Technical Support Unit ( TSU ), Pembangunan Teknis Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro.Jakarta.

Damastuty Anya. Mei 1997. Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro.

Arif Ridwan. Survey potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di Kuta Malaka Kabupaten Aceh BesarPropinsi Nanggroe Aceh Darussalam. Pusat Penelitian Tenaga Listrik dan Mekatronik LIPI :Bandung.

Dandekar, M.M dan K.N Sharma, 1991. Pembanglkit Listrik Tenaga Air . UI Press: Jakarta.

Amri, Khairul, 2008. Kajian Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di Sungai Air Kule KabupatenKaur.

Sakidiansyah, 2012. Evaluasi Kinerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di Desa Buluh Awar KecamatanSibolangit Kabupaten Deliserdang Propinsi Sumatera Utara. Tugas Akhir, Departemen Teknik SipilUSU.