judul skripsi

54
STUDI POTENSI AIR DAN KETERSEDIAAN ENERGI LISTRIK DI TALANG LINTANG PADA RANCANG BANGUN PLTMH 5 kW SKRIPSI Diajukan Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan Program Strata-1 Pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Palembang Oleh : SHEGI 13 2007 022

Upload: cortney-johnson

Post on 11-Aug-2015

237 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

skripsi tekni sipil study potensi air pada pltmh

TRANSCRIPT

Page 1: judul skripsi

STUDI POTENSI AIR

DAN KETERSEDIAAN ENERGI LISTRIK

DI TALANG LINTANG PADA RANCANG BANGUN PLTMH 5 kW

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan

Program Strata-1 Pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro

Universitas Muhammadiyah Palembang

Oleh :

SHEGI

13 2007 022

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

Page 2: judul skripsi

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PALEMBANG

2011

STUDI POTENSI AIR

DAN KETERSEDIAAN ENERGI LISTRIK

DI TALANG LINTANG PADA RANCANG BANGUN PLTMH 5 kW

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan

Program Strata-1 Pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro

Universitas Muhammadiyah Palembang

Oleh :

SHEGI

13.2007.022

Disetujui oleh :

Pembimbing I

(Ir. Zulkiffli Saleh, M.eng.)

Pembimbing II

(Ir. Abdul Majid)

Page 3: judul skripsi

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PALEMBANG

2011

STUDI POTENSI AIR

DAN KETERSEDIAAN ENERGI LISTRIK

DI TALANG LINTANG PADA RANCANG BANGUN PLTMH 5 kW

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan

Program Strata-1 Pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro

Universitas Muhammadiyah Palembang

Oleh :

SHEGI

13.2007.022

Disahkan oleh :

Dekan Fakultas Teknik Ketua Jurusan Teknik Elektro

Page 4: judul skripsi

(Ir. Zainul Bahri, MT) (Ir. Eliza)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PALEMBANG

2011

motto

Ø  Harga kebaikan manusia adalah diukur menurut apa yang telah dilaksanakan /

diperbuatnya. ( Ali Bin Abi Thalib )

Ø  Ketergesaan dalam setiap usaha membawa kegagalan. (Herodotus )

Ø  Menunggu kesuksesan adalah tindakan sia-sia yang bodoh. Kegagalan hanya

terjadi bila kita menyerah ( Lessing )

Kupersembahkan Kepada :

Ø  Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya hingga saat ini.

Ø  Ayahanda  dan ibunda ku tercinta yang telah mencurahkan kasih sayang dan

doanya tiada henti yang selalu mengiringgi setiap langkahku.

Ø  Adik-adikku (Tuti lestari dan si kembar ) tersayang, terima kasih telah memberikan

dukungan dan doanya.

Ø  My Supergirl, (Verra septiawaty) yang selalu direpotkan, terima kasih atas

pengorbanan dan keikhlasan dalam membantu menyelasaikan skripsi ini.

Ø  Sahabat terbaikku yang selalu menemani baik suka maupun duka .

Page 5: judul skripsi

Ø  Sahabat TA seperjuanganku dipagar alam edwin, adi, heru, doan,

indra,doka,candra, wawan,agus,fahri, dian, nining, yang selalu bersama dalam

suka dan duka.

Ø  Teman-teman bimbingan pak zul seperjuangan.

Ø  Elektro 2007 terima kasih atas bantuan, masukan dan sarannya.

Ø  Si hijau yang tiada henti selalu menemaniku baik panas maupun hujan.

Ø  Almamater ku dan agamaku.

ABSTRAK

PLTMH merupakan pembangkit listrik yang sangat tepat untuk daerah yang belum

bisa dijangkau listrik dari PLN .Tugas akhir ini menyajikan hasil studi perencanaan

PLTMH di Dusun Talang Lintang, Semidang Alas Kelurahan Jokoh Kecamatan Dempo

Tengah Kota Pagar Alam Propinsi Sumatera Selatan. Hasil studi didapat bahwa

PLTMH Talang Lintang merupakan PLTMH jenis run off river dengan debit run-off

sebesar 0,332 m³/ detik dan tinggi jatuhan ( head ) adalah 8,5 m. Dari data tersebut

estimasi daya listrik terbangkit di rumah pembangkit 5 kw, sedangkan hasil perhitungan

teoritis daya yang dibangkitkan sebesar 4,1 kw .

Kecepatan putaran turbin air sebesar 486 rpm, nilai tersebut sudah diperhitungkan

dengan adanya faktor slip sebesar 15 %, yaitu adanya perpindahan putaran antara

pulley turbin air dan generator .

Page 6: judul skripsi

KATA PENGANTAR

            Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT atas segala berkah

rahmat dan hidayah-Nya jugalah sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang

berjudul “ STUDI POTENSI AIR DAN KETERSEDIAAN ENERGI LISTRIK DI TALANG

LINTANG PADA RANCANG BANGUN PLTMH 5 kW ”.

Adapun tujuan dari penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi salah satu

syarat menyelesaikan pendidikan Strata-1 pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Palembang. Data-data dan sumber-sumber yang

digunakan sebagai bahan dalam pembuatan skripsi ini didapat dari studi pustaka buku-

buku analisis mesin-mesin listrik dari berbagai judul dan pengarang.

Penulis dapat menyelesaikan skripsi berkat bimbingan, pengarahan dan nasehat

yang tidak ternilai harganya. Pada kesempatan ini dan dengan selesainya skripsi ini

penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1.      Bapak Ir. Zulkiffli Saleh,M.Eng. selaku pembimbing I

2.      Bapak Ir. Abdul Majid. selaku pembimbing II

Pada kesempatan ini juga penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada

semua pihak yang telah membantu penyelesaian penulisan skripsi ini, yaitu :

1.      Bapak H. M. Idris, SE., MSi. selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Palembang.

2.      Bapak Ir. Zainul Bahri, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Palembang.

3.      Ibu Ir. Eliza, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Palembang.

4.      Seluruh Staf Pengajar dan Karyawan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Palembang.

Page 7: judul skripsi

5.      Kedua orang tua dan seluruh keluarga yang telah memberikan dukungannya,

semangat, dan doa.

6.      Semua sahabat dan teman-temanku yang namanya tidak dapat penulis sebutkan

satu persatu.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna,

penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua. Amin.

                                                                              Palembang,     Agustus 2011

                                                                                                Penulis            

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1  Latar  Belakang

Sejalan dengan perkembangan sosial, budaya dan ekonomi serta informasi, maka

listrik telah menjadi salah satu kebutuhan pokok bagi masyarakat terpencil khususnya

masyarakat perdesaan. Terbatasnya kemampuan PLN dalam menyediakan tenaga

listrik kepada masyarakat Indonesia, berdasarkan data Direktorat Jenderal Listrik dan

Pemanfaatan Energi (DJLPE) pencapaian rasio elektrifikasi baru mencapai 64% dan

rasio desa berlistrik mencapai 88 % dari total sekitar 66.000 desa pada tahun 2008. Di

sisi lain Indonesia memiliki begitu banyak potensi air yang belum dimanfaatkan secara

optimal, yaitu sekitar 75,67 GW, namun baru sekitar 4.2 GW termanfaatkan dan

Page 8: judul skripsi

diantaranya potensi untuk mini/mikrohidro sekitar 450 MW yang termanfaatkan sekitar

230MW terpasang sampai pada tahun 2008.

Tenaga merupakan suatu unsur penunjang yang sangat penting bagi

pengembangan secara menyeluruh suatu bangsa. Pemanfaatan secara tepat guna

akan merupakan suatu alat yang ampuh untuk merangsang pertumbuhan

perekonomian negara. Berdasarkan alasan tersebut, untuk dapat di mengerti apabila

pada akhir akhir ini permintaan akan pembangkit tenaga semakin meningkat di negara

negara seluruh dunia. Secara garis besar dapat di katakan bahwa, di tinjau dari segi

kebutuhan tenaga, hampir dapat di pastikan semua negara di dunia benar benar

sedang mengalami “ krisis energi “ dan berbagai kesibukan dilakukan untuk menjagai

pemanfaatan bebagai alternatif pembangkit energi untuk memenuhi kebutuhan yang

terus meningkat. Tenaga listrik memegang peranan penting dalam pengembangan

ekonomi dan pembangunan suatu bangsa.

Kebutuhan tenaga listrik pada umumnya akan naik, dengan laju pertumbuhan

berkisar 3 – 20 % pertahun, terutama tergantung pada pertumbuhan ekonomi dan laju

perkembangan industri suatu negara. Hal ini berpengaruh terhadap penyediaan energi

listrik. Semakin jelas bahwa harus ada suatu gagasan baru mengenai sumber-sumber

penghasil energi dan rumusan program-program pelaksanaan dengan efisiansi

maksimal.

Pada saat ini sumber daya potensi air di setiap daerah belum dapat dimanfaatkan

secara optimal oleh masyarakat setempat khususnya pemerintah daerah provinsi

maupun kabupaten. Hal ini disebabkan pemahaman tahapan yang harus dilakukan

untuk membangun PLTMH masih kurang, khususnya bagaimana melakukan studi

potensi/ (Pra FS), Detail Engineering Design (DED) belum dilakukan dengan benar dan

tepat. Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH). Istilah Mikrohidro biasanya

dipakai untuk pembangkit listrik yang menghasilkan output di bawah 500 kW. Lebih

besar dari itu biasa disebut dengan PLTA. Potensi pengembangan PLTMH di Indonesia

juga masih sangat terbuka. Dari seluruh 75.000 MW potensi kelistrikan Mikrohidro. Saat

ini, yang baru dimanfaatkan baru sebesar 60 MW.

1.2  Tujuan Pembahasan

Page 9: judul skripsi

Tujuan skripsi ini yaitu untuk membahas studi potensi dan ketersediaan energi

pada Talang Lintang Kelurahan Jokoh untuk rancang bangun PLTMH 5 kW.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah yang menjadi pokok pembahassan tidak meluas dan

menyimpang dari tujuan pembahasan perlu di batasi pada studi potensi dan

ketersediaan energi pada rancang bangun PLTMH 5 kW.

1.4  Sistematika Penulisan

Penjelasan penulisan dan uraianya, skripsi ini di bagi menjadi 5 bab pembahasan

yang secara sistematik di tulis sebagai berikut;

BAB 1 PENDAHULUAN

            Menjelaskan tenteang latar belakang,tujuan pembahasan, batasan masalah,

serta sistematika pembahasan.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

            Menjelaskan mengenai teori teori pendukung yang berkaitan dengan skripsi ini

yaitu studi potensi air dan ketersediaan energi listrik pada di Talang Lintang pada

rancang bangun PLTMH 5 kW

BAB 3 SURVEI AWAL

            Pada bab ini menjelaskan tentang survei awal studi potensi air dan ketersediaan

energi listrik.

BAB 4 DATA DAN PERHITUNGAN

            Pada bab ini menjelaskan tentang hasil data dan perhitungan ketersediaan

energi listrik.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

            Pada bab ini penulis menerangkan tentang kesimpulan dari hasil penelitian dan

saran yang dapat berguna bagi masa yang akan datang.

DAFTAR PUSTAKA

Page 10: judul skripsi

LAMPIRAN

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1          Tinjauan Pustaka

Indonesia masih bertumpu kepada energi fosil yaitu minyak bumi, gas alam dan

batu bara. Menurut data dari Dirjen LembagaPengembangan Ekonomi  (LPE) tahun

2005, penggunaan energi fosil ini mencapai 96%, dan hanya 4% saja yang berasal dari

energi baru terbarukan, yaitu tenaga air, panas bumi, bio massa, matahari dan angin.

Menurut data dari Dirjen LPE (2008), kapasitas yang dicapai baru sebesar 4410

MW saja, atau 2,8% dari kebutuhan energi nasional, memang masih tergolong

rendah. Sebenarnya pemanfaatan energi baru dan energi terbarukan ini sejak beberapa

tahun yang lalu oleh pemerintah sudah mulai digalakkan, sebagaimana pernah

diungkapkan oleh Menteri Pertambangan dan Energi (1980), bahwa yang pertama

Page 11: judul skripsi

adalah meningkatkan eksplorasi yang diharapkan dapat meningkatkan produksi minyak

bumi, gas alam, batu bara serta meningkatkan pemanfaatan tenaga air dan panas

bumi.

Faktor pendorong perlu dibangunnya suatu PLTMH pada suatu daerah, Sutarno

(1993) dalam bukunya Sistem Listrik Mikro-Hidro untuk Kelistrikan Desa,

mengemukakan sebagai berikut;

1.       Di daerah itu ada sumber air yang dapat dimanfaatkan untuk PLTMH.

2.       Daerah tersebut sulit atau cukup jauh untuk dijangkau oleh jaringan   

    listrik PLN. Kalaupun akan dipasang biayanya terlalu mahal.

3.       Jarak antara pembangkit dengan daerah konsumen tidak terlalu jauh.

4.       Adanya minat dan keinginan dari penduduk setempat untuk

menggunakan tenaga listrik. Ada kemampuan untuk berswadaya. Dan lebih utama lagi

apabila ada industri rumah misalnya yang dimungkinkan akan lebih berkembang

dengan adanya tenaga listrik.

2.2  Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH)

2.2.1        Pengertian

PLTMH merupakan singkatan dari Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro atau

dalam bahasa Inggrisnya Micro Hydro Power (MHP). PLTMH adalah suatu sistem

pembangkit listrik dengan menggunakan sumber energi dari tenaga air. Mikro

menunjukan ukuran kapasitas pembangkit, yaitu antara500 – 100 kilo menurut United

Nations Industrial Development Organization (UNIDO), sedangkan menurut peraturan

menteri Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) tahun 2002 berkapasitas <1 MW.

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), biasa disebut mikrohidro, adalah

suatu pembangkit listrik kecil yang menggunakan tenaga air di bawah kapasitas 200 kW

yang dapat berasal dari saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara

memanfaatkan tinggi terjun dan debit air. Umumnya PLTMH adalah pembangkit listrik

tenaga air jenis di mana diperoleh tidak dengan cara membangun bendungan besar,

tetapi dengan mengalihkan sebagian aliran air sungai ke salah satu sisi sungai dan

Page 12: judul skripsi

menjatuhkannya lagi ke sungai yang sama pada suatu tempat di mana yang diperlukan

sudah diperoleh. Dengan melalui pipa pesat air diterjunkan untuk memutar turbin yang

berada di dalam rumah pembangkit. Energi mekanik dari putaran poros turbin akan

diubah menjadi energi listrik oleh sebuah generator.

2.2.2. Prinsip kerja

PLTMH bekerja ketika air dalam jumlah dan ketinggian tertentu dijatuhkan melalui

pipa pesat (penstok) dan menggerakan turbin yang dipasang diujung bawah pipa.

Putaran turbin di kopel (dihubungkan) dengan generator sehingga generator berputar

dan menghasilkan energi listrik. Listrik yang dihasilkan dialirkan melalui kabel listrik ke

rumah- rumah penduduk atau konsumen lainnya. Jadi PLTMH mengubah energi

potensial yang berasal dari air menjadi energi listrik. Untuk memanfaatkan energi air

dengan tepat dan menghasilkan energi listrik yang baik, diperlukan peralatan yang

sesuai dan perencanaan yang baik.

2.2.3. Klasifikasi pembangkit listrik tenaga air

Terlepas dari sejumlah klasifikasi teknis yang akan dijelaskan pada bagian

berikutnya, pembangkit listrik tenaga air di kelompokan berdasarkan ukuran

kapasitasnya. Walaupun ada sejumlah definisi yang berbeda, dalam hal ini kita akan

memakai klasifikasi berdasarkan standard UNIDO dan Permen ESDM tahun 2002  

Tabel 2.1 Definisi tenaga air berdasarkan kapasitas daya      

Istilah Power Output Permen ESDM Tahun 2002

Pico Hydro < 500 W -

Micro Hydro 500 W  hingga 100

kW

< 1 MW

Mini Hydro 100 kW hingga 1 MW 1 MW – 10 MW

Small Hydro 1 MW to 10 MW

Page 13: judul skripsi

Full-scale (large)

hydro

> 10 MW

2.2.4. Pemanfaatan PLTMH

Mikrohidro dapat digunakan langsung sebagai tenaga mekanik poros untuk

kebanyakan aplikasi industri kecil, seperti penggilingan padi, jagung dan kopi. PLTMH

biasanya diaplikasikan untuk penyediaan energi listrik. dengan mengkonversikan daya

poros menjadi energi listrik dengan menggunakan generator biasa atau motor listrik. Di

beberapa wilayah miskin di dunia, seperti Afrika PLTMH lebih banyak digunakan

sebagai penggilingan bahan makanan dari pada digunakan sebagai pembangkit listrik.

2.2.5. Komponen PLTMH

            Komponen pada PLTMH terdiri dari dua bagian yaitu komponen civil dan

komponen mekanikal serta elektrikal.

2.2.5.1 Bangunan sipil

            Komponen penunjang untuk menggerakan komponen mekanikal dan elektrikal.

Ada 10 ( sepuluh ) komponen sipil yaitu;

a. Bendungan pengalihan

Terletak melintang aliran sungai yang berfungsi meninggikan permukaan air

sungai agar aliran air yang masuk melalui ke dalam sistem penyaluran PLTMH lebih

lancar dan sesuai dengan kebutuhannya. Pembuatan bendung ini tidak sampai

menghentikan aliran air pada sungai yang dibendung untuk menjamin hak pengguna air

lainnya.

b. Intake (saluran pemasukan)

Lubang intake merupakan pintu masuk menuju saluran

pembawa. Lubang intake berada di samping bendung atau di bibir sungai ke

arah (DiversionWeir) hulu sungai. Pintu intake mengatur aliran air masuk dari sungai

ke sistem pembawa air. Pintu intake  juga memungkinkan untuk menutup sama sekali

Page 14: judul skripsi

aliran masuk selama periode perawatan dan selama banjir. Pada pintu intake biasanya

terdapat perangkap sampah.

c. Bak pengendap (sand trap)

Merupakan saluran yang terletak sesudah pintu (intake). Bagian dasar

bak pengendap secara membujur dibuat lebih miring agar kecepatan aliran

air menurun. Penurunan ini akan mengendapkan kerikil, pasir dan sedimen sehingga

tidak ikut masuk ke saluran pembawa, dan yang terpenting tidak masuk ke dalam

turbin. Pada bagian akhir bak pengendap terdapat pintu penguras untuk

membersihkan sand trap dari endapan pasir, kerikil dan sedimen. Pada PLTMH kecil

bak pengendap juga berfungsi sebagai bak penenang.

d. Saluran pembawa (head race channel)

Saluran yang membawa air mulai dari saluran pemasukan hingga ke bak

penenang. Bagian dasar saluran dibuat miring (landai) agar tidak ada air yang terjebak

di dalam saluran. Kemiringan dibuat sedemikian rupa agar hilangnya ketinggian  (head

lose) dapat dibuat seminimal mungkin.

e. Saluran pelimpah (spillway)

Berfungsi untuk mencegah aliran air berlebih yang tidak terkontrol dengan cara

mengembalikan kelebihan air dalam saluran ke sungai melalui saluran pelimpah.

Kelebihan air terjadi ketika debit air di dalam saluran melebihi batas atau saringan di

dalam bak penenang tersumbat sampah. Spill way kemungkinan terletak pada bak

pengendap, saluran pembawa, dan bak penenang. Dengan adanya sistem pelimpah air

dapat mencegah erosi dan tanah longsor pada sistem saluran air yang diakibatkan air

meluber kemana-mana.

f. Bak penenang(forebay)

Membentuk transisi dari saluran pembawa ke pipa pesat. Dalam beberapa kasus

baknya diperbesar yang bertujuan sebagai bak penampung pada beban puncak dan

bak akhir untuk mencegah pengisapan udara  (air suction). Bak penenang ini pun

merupakan bak pengendap dan penyaring terakhir sebelum air masuk ke dalam pipa

pesat (penstock).

Page 15: judul skripsi

g. Saringan

Menyaring sampah dalam air agar tidak masuk ke dalam pipa pesat. Saringan

terletak pada bagian depan intake , setelah bak pengendap, dan ujung depan pipa

pesat di dalam bak penenang. Saringan harus diperiksa dan dibersihkan secara teratur.

h. Pipa pesat (penstock)

Pipa yang menghubungkan bak penenang dengan turbin di rumah pembangkit

yang membawa air jatuh ke turbin. Umumnya pipa pesat terbuat dari pipa baja yang di

rol dan dilas untuk menyambungkannya. Namun demikian ada juga pipa pesat terbuat

beton atau plastik (PE, PVC, HDPE). Pipa pesat didukung oleh sliding blocks dan

angkor serta expansion joint (sambungan) untuk mengatasi pemuaian pipa secara

memanjang akibat pengaruh temperatur.

i. Rumah pembangkit (Power House)

Bangunan tempat semua peralatan mekanik dan elektrik PLTMH dipasang secara

aman baik dari pengaruh cuaca buruk maupun akses masuk orang-orang yang tidak

berkepentingan. Peralatan mekanik seperti turbin dan alternator berada di dalam rumah

pembangkit, demikian pula peralatan elektrik, seperti Controler.

j. Saluran pembuang (Tailrace Channel)

Terpasang dibagian dasar rumah pembangkit yang berfungsi mengalirkan air

kembali ke sungai setelah melalui turbin.

2.2.5.2. Komponen mekanikal dan elektrikal

 Peralatan elektro-mekanikal adalah semua peralatan yang dipergunakan untuk

merubah energi potensial air menjadi energi listrik. Peralatan utamanya terdiri dari :

a. Turbin

Merupakan peralatan mekanik yang mengubah energi potensial air menjadi energi

mekanik (putaran). Air yang memiliki tekanan dan kecepatan tertentu menumbuk sudu

Page 16: judul skripsi

sudu turbin dan memutar runner turbin sehingga berputar dengan daya yang sebanding

dengan daya dari potensi air.

     Gambar 2.1. Turbin crossflow.

Gambar 2.2. Turbin propeller open flume.

Ada beberapa jenis turbin yang digunakan dalam pemanfaatan PLTMH yang

disesuaikan dengan besarnya debit air dan tinggi jatuh. Turbin yang paling banyak

digunakan untuk PLTMH di Indonesia adalah :

- Turbin crossflow : cocok untuk aplikasi tinggi jatuh medium 10 – 100 meter,    

  daya 1kW– 250kW.

- Turbin propeler (open flume) : cocok untuk tinggi jatuh yang rendah 2 – 10

   meter dengan debit air yang besar.

- Turbin Pelton : cocok untuk tinggi jatuh yang tinggi lebih dari 80 meter.

b. Generator

Generator merupakan komponen yang berfungsi merubah energi mekanik berupa

putaran menjadi energi listrik. Generator yang digunakan biasanya jenis arus bolak

balik (AC) dengan frekuensi 50 hz pada putaran 1500 rpm. Energi listrik yang dihasilkan

dapat berupa 1 fasa (2 kabel) atau 3 fasa (4 kabel) dengan tegangan 220/380 .

Generator diputar oleh turbin melalui kopel langsung atau melalui dan sabuk. Ada dua

jenis generator yang banyak digunakan untuk PLTMH yaitu generator sinkron dan

motor induksi sebagai generator (generator induksi).

Gambar 2.3. Contoh generator sinkron.

   Gambar 2.4. Contoh generator induksi

c. Panel listrik dan alat kontrol

Panel listrik merupakan tempat dimana sambungan kabel (terminal) dan peralatan

pengaman listrik (MCB) serta meter listrik ditempatkan. Berikut fungsi panel listrik dan

alat kontrol :

a.       Memonitor parameter dan besaran listrik seperti tegangan generator, arus  

Page 17: judul skripsi

beban, frekuensi, indikator lampu, jam operasional dan lain lain.

b.      Sebagai alat pengaman generator dan peralatan listrik dari hubung singkat, arus

beban lebih, tegangan lebih/kurang  (over/under voltage), frekuensi

lebih/kurang  (over/under frequency) dan lain-lain.

c.       Sebagai alat pengendali/kontrol generator supaya tegangan dan frekuensi generator

stabil pada saat terjadi perubahaan beban di konsumen.

Ada dua jenis kontrol yaitu ELC (electronic load controller)  untuk generator

sinkron dan IGC (induction generator) untuk generator induksi. Pada prinsipnya kedua

jenis kontrol ini adalah sama, hanya berbeda parameter yang di kontrol, dimana

frekuensi pada ELC dan tegangan pada IGC. Cara paling mudah untuk

membedakannya adalah adanya kapasitor pada IGC.

Gambar 2.5. Panel kontrol ELC (electronic load controller)

Gambar  2.6. Panel kontrol IGC dengan kapasitor

d. Beban ballast (ballast load)

Beban ballast hanya digunakan pada PLTMH dengan pemakaian kontrol beban

(ELC/IGC) sedangkan pada PLTMH tanpa kontrol tidak menggunakan beban ballast .

Pada PLTMH tanpa menggunakan kontrol, tegangan dan frekuensi akan naik dan turun

sesuai dengan perubahan beban konsumen, hal ini akan mengakibatkan lampu dan

peralatan elektronik akan cepat rusak.

            Beban ballast  digunakan untuk membuang energi listrik yang dibangkitkan oleh

generator tetapi tidak terpakai oleh konsumen. Sehingga daya yang dihasilkan

generator dengan daya yang dipakai akan seimbang, hal ini dimaksudkan untuk

menjaga tegangan dan frekuensi generator tetap stabil.

      Gambar  2.7. Beban ballast berupa elemen pemanas udara

2.2.5.3 Jaringan distribusi dan instalasi rumah

Page 18: judul skripsi

a. Kabel penghantar

Kabel penghantar digunakan untuk mentransmisikan daya listrik yang

dibangkitkan di generator kepada konsumen dirumah-rumah dan pusat beban lainnya.

Pada PLTMH transmisi listrik dilakukan pada tegangan rendah (220/380 Volt ). Kabel

transmisi yang digunakan biasanya adalah kabel jenis twisted (NFA2X) dengan

diameter penghantar 70 mm2 atau 50 mm2 atau lebih kecil sesuai dengan panjang

transmisi dan besarnya beban yang ditransmisikan.

Perlu diperhatikan bahwa transmisi daya listrik 3 fasa menggunakan kabel 4

penghantar dengan salah satu penghantar lebih kecil dari yang lainnya. Kabel yang

lebih kecil ini digunakan sebagai penghantar NETRAL. Contohnya kabel ukuran

70mm2 jumlah kabelnya adalah 3x70+50mm . Ukuran 70 mm2 sebagi penghantar fasa

(R, S, T) dan 50 mm2 sebagai penghantar netral/nol.

Gambar  2.8. Kabel twisted untuk jaringan

  1. Conductor : A II Aluminium Conductor (AAC)

  2. Insulation : Exruded Cross Linked Polyethylene (XLPE)

`                    

b. Tiang listrik

Tiang listrik digunakan untuk menyangga dan menarik kabel penghantar supaya

menjaga jarak aman dari tanah dan tidak mengganggu lalulintas manusia dan barang

dibawahnya. Tiang listrik yang dipakai harus kuat menyangga beban kabel, beban

karena angin dan hujan dan beban tarikan kabel. Untuk itu digunakan material yang

kuat dan ditanam di dalam tanah, seperti beton dan besi. Tetapi karena beton dan besi

di anggap cukup mahal sering juga digunakan kayu dan bahkan bambu. Untuk

transmisi tegangan rendah, tiang listrik yang digunakan memiliki ketinggian minimum 7

meter.

c. Instalasi rumah

Page 19: judul skripsi

Instalasi rumah biasanya terdiri dari tiga titik lampu dan satu stop kontak.

Pembatas arus menggunakan MCB 1 Ampere untuk daya 220 Watt dan

0,5 Ampere untuk daya 110 Watt .

BAB 3

SURVEI AWAL

3.1. Pengumpulan Data Teknis

3.1.1. Pengumpulan bahan referensi dasar

Setelah mengidentifikasi dan memfokuskan lokasi potensi, maka langkah

selanjutnya mengumpulkan bahan referensi dasar yang dibutuhkan adalah antara lain ;

a.       Survei awal

Nama Lokasi               : Dusun Semidang Alas ,Talang Lintang, Kelurahan Jokoh

  Kecamatan Dempo Tengah.

Tanggal kunjungan      : 10 sampai dengan 13 april 2011

-          Lokasi desa / dusun

Nama desa / dusun                              : Semidang Alas, Talang Lintang,

Koordinat sesuai GPS (UTM)             : 9542763

Page 20: judul skripsi

Ketinggian dariu permukaan laut        : 1043 m

Kecamatan                                          : Dempo Tengah

Kabupaten/ Kota                                 : Pagar Alam

Provinsi                                               : Sumatera Selatan

b.      Peta lokasi

Merupakan peta tentang wilayah dusun/desa lokasi potensi, relatif terhadap lokasi

pusat pemerintahan desa, kecamatan, kota fasilitas umum, tanah pertanian, lokasi

desa-desa, kemiringan sungai, daerah tangkapan air dari lokasi yang diusulkan, jalan

menuju lokasi dan sebagainya. Peta ini dapat menggambarkan tingkat aksesibilitas

lokasi PLTMH untuk mendapatkan alternatif jalan akses untuk memperkirakan

kebutuhan jalan akses yang harus dibuat apabila PLTMH dibangun. Peta ini bisa

didapatkan di Badan Koordinasi Survai dan Pemetaan Nasional (Bakosurtanal).

Page 21: judul skripsi

Gambar 3.1. Peta lokasi PLTMH di tunjukan oleh tanda panah

c.       Ketersediaan Material Konstruksi

Melakukan pengamatan dan identifikasi ketersediaan material konstruksi, hal ini

penting dilakukan untuk menghitung nilai ekonomis pembangunan PLTMH.

3.1.2. Pemilihan lokasi potensial

Pemilihan lokasi potensi sumber energi mikrohidro dapat dilakukan secara atau

survai awal sebagai pendekatan, yakni sebagai berikut ;

a.       Pemilihan menggunakan Peta Topografi

Perkiraan ketinggian, yang ditaksir melalui peta adalah kurang lebih 10 m untuk

peta dengan skala 1:25.000 dan 25 m untuk peta dengan skala 1:50.000.contoh pada

Gambar 1

      .

         Gambar 3.2. Contoh Daerah Tangkapan Air

b.      Pemilihan dengan Pertimbangan Kemiringan Sungai/Saluran dan Debit

Sungai/Saluran

Pemilihan lokasi potensial ini dengan mempertimbangkan profil tinggi dan saluran

air serta debit air aliran yang ada. Jenis informasi, yang diambil dari peta topografi

adalah kemiringan sungai atau saluran meliputi perbedaan ketinggian dan panjang

sungai atau saluran dan debit.

    Gambar 3.3. Deskripsi Pengertian Head

c.       Pengumpulan Data dan Informasi Kelayakan Teknis Lokasi

Page 22: judul skripsi

Pengumpulan data dan informasi kelayakan teknis ini adalah melengkapi bahan

bahan referensi dasar yang akan digunakan untuk analisis kelayakan lokasi dari segi

teknis. Data yang terkumpul dalam formulir ini akan menjadi dasar persiapan

perancangan teknis, dan menilai kelayakan teknis pembangunan PLTMH. Kegiatan

pengumpulan data primer di lapangan meliputi:

1.      Wawancara dengan pemangku kepentingan (stakeholders), khususnya dengan

penduduk lokal.

2.      Pengukuran head, survai proyek di lokasi dimulai dari sampai dengan . Pengertian

tentang dan dapat dilihat di Pedoman Studi Kelayakan Sipil Pembangunan PLTMH–

Buku 2B.

3.      Pengukuran aliran dengan metode hidrometri.

4.      Pengukuran dengan menggunakan peralatan (GPS) untuk jaringan transmisi

sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3. Data sekunder yang dibutuhkan untuk

kegiatan ini antara lain

.

Gambar 3.4. Alat Global Positioning System (GPS)

5.      Peta topografi skala 1:50.000 atau lebih kecil untuk menggambarkan daerah

tangkapan air.

6.      Hasil analisis data hidrologi berupa analisis debit andalan. Debit andalan adalah debit

minimum sungai dengan kemungkinan debit terpenuhi 80% sehingga dapat dipakai

untuk dasar analisis besar daya yang dapat dihasilkan mikrohidro. Debit andalan pada

umumnya dianalisis sebagai debit rata-rata untuk periode sepuluh harian, setengah

bulanan atau bulanan. Kemungkinan tak terpenuhi ditetapkan 20% untuk menilai

tersedianya air berkenaan dengan kebutuhan pengambilan (diversion requirement)

Secara garis besar kelompok data dan informasi yang dihasilkan dari kegiatan

pengumpulan data dan informasi kelayakan teknis lokasi adalah :

Page 23: judul skripsi

- Deskripsiumum potensi.

- Deskripsi lokasi potensi.

- Layout umum.

- Jaringan dan transmisi lokal.

- Faktor-faktor lingkungan.

- Penggunaan lahan sekitar lokasi potensi saat ini.

Hal yang perlu diklarifikasi selain dari kelompok informasi di atas antara lain adalah :

1.    Profil potensi sumber alam mikrohidro di desa/dusun wilayah yang telah  diindikasikan

dengan aliran sungai atau saluran.

2.    Profil potensi sosial ekonomi desa/dusun yang diidentifikasi membutuhkan listrik.

3.    Apakah benar bahwa memungkinkan untuk membangun pembangkit listrik tenaga air

skala kecil yang dekat dengan daerah yang membutuhkan daya.

4.    Berapa kapasitas daya yang diperkirakan dapat dihasilkan berdasarkan profil

topografi (representasi head) dan debit /deras aliran sungai yang ada.

5.    Alternatif lokasi potensial lain di sepanjang aliran sungai dusun/desa tersebut.

d.      Kajian pencarian lokasi

Dalam kajian lokasi pembangkit diupayakan sedekat mungkin dengan lokasi-lokasi

konsumen yang membutuhkan daya. Apabila lokasi permintaan daya tersebar pada

daerah yang luas, maka disarankan menyebarkan pembangkit skala

kecil (picohydro) daripada memasok daya ke seluruh kelompok penduduk dengan

menggunakan sebuah pembangkit tunggal. Syarat yang perlu diperhatikan adalah biaya

jaringan lebih rendah, lebih mudah pengoperasian dan perawatan dan dampak

penghentian tak terduga dari pembangkit dapat diperkecil. Selanjutnya perlu juga

diperhitungkan adalah daya yang dihasilkan, tingkat permintaan, topografi, kondisi

jalanmasuk, tegangan jaringan dan perhitungan ekonomi jaringan.

Page 24: judul skripsi

Perkiraan jarak maksimum jaringan sampai dengan konsumen adalah  radius 5

km untuk tegangan menengah 20 kV dan radius 2 km untuk tegangan rendah. Jarak ini

berdasarkan pada asumsi bahwa tegangan pada akhir jaringan distribusi harus terjaga

diatas 205 Volt, 15V sebagai kerugian tegangan yang diijinkan pada aturan tegangan

220V, tanpa trafo (transformer). Apabila lokasi potensial tidak ditemukan karena terlalu

jauh pelayanan konsumen maka trafo harus dipasang.

e.       Kajian kondisi stabilitas dan struktur tanah (kondisi geologis) rencana bangunan sipil

PLTMH.

Kajian ini dilakukan dari desk study data/informasi kondisi struktur tanah atau

kondisi geologi, atau dengan survai awal stabilitas tanah, terutama permukaan tanah,

diperlukan untuk pembangunan dari sebuah pembangkit tenaga air skala kecil

disebabkan ;

- Bangunan mikrohidro sebagian besar adalah bangunan sipil.

- Rute saluran air umumnya berada di kemiringan sisi bukit.

Penelitian harus dihasilkan dalam bentuk sketsa sebagaimana Gambar 5, untuk tujuan

referensi untuk menentukan bangunan dasar dari setiap bangunan sipil.

Gambar 3.5. Sketsa geologi berdasarkan pengamatan lokasi

Sumber : Tokyo Electric Power Services Co, Ltd – Nippon Koei Co, Ltd, 2003

f.       Pembuatan Layout awal sistem PLTMH

Saat dilakukan tahap pra studi kelayakan dapat dibuat Layout awal sistem PLTMH

untuk memudahkan studi kelayakan lanjut yang merepresentasikan posisi/lokasi

komponen sistem PLTMH sebagaimana Gambar 6.

Gambar 3.6. Skema Pembangkit Listrik Mikrohidro

Page 25: judul skripsi

Berdasarkan dari layout dasar sistem PLTMH tersebut akan dapat

menggambarkan alternatif sistem PLTMH.

-          Air dari intake dialirkan melalui saluran pembawa dan pipa pesat sampai ke turbin.

Jalur pipa pesat (penstock tunnel) direncanakan sedemikian rupa sehingga mengikuti

aliran air sejajar dengan sungai sebagaimana Gambar 7. Metoda ini dapat dipilih

seandainya pada medan yang ada tidak memungkinkan untuk dibuat kanal. Perlu

diperhatikan bahwa penstock pipe harus aman terhadap banjir.

Gambar 3.7. Pipa penstock sejajar sungai

Sumber : British Hydropower Association, 2005

-          Jalur pipa pesat dapat dibuat langsung dari intake ke turbin tanpa mengikuti bentuk

sungai (short penstock). Penstock tunnel yang digunakan lebih pendek dibandingkan

cara pertama. Cara ini menuntut adanya kemiringan tanah yang memadai pada

jalur penstock tunnelyang dipilih.

-          Seandainya memungkinkan, pembuatan saluran terbuka (kanal) dapat dibuat

sampai lokasi tertentu, selanjutnya digunakan penstock tunnel sampai ke turbin (middle

length penstock), dengan demikian jalur penstock tunnel menjadi lebih pendek. Panjang

saluran terbuka serta kondisi tanah perlu diperhitungkan. Saluran yang panjang akan

cepat rusak bila kurang mendapat perawatan. Kondisi tanah yang labil dan miring akan

menyulitkan dalam konstruksinya serta mahal.

Sedapat mungkin pada tingkat studi potensi, selain layout di atas, dapat

menggambarkan juga ;

-          Sketsa layout  lokasi,

-          Jarak yang diukur menggunakan pita ukur (rollmeter),

-          Ketinggian berdasarkan pada data altimeter atau peralatan lain yang memadai.

Page 26: judul skripsi

3.2. Pengumpulan Data Non Teknis

3.2.1. Data dan informasi profil sosial ekonomi

Data dan informasinya dapat berupa data kuantitatif maupun kualitatif yang dapat

dilakukan melalui pengumpulan data sekunder maupun data primer yang didapat dari

isian kuesioner maupun dari hasil wawancara pada penduduk lokal di lokasi potensi.

Data non teknis tersebut meliputi :

a.       Profil dusun/desa lokasi potensi yang menggambarkan tentang :

-       Tingkat populasi penduduk berdasarkan jumlah orang per kepala keluarga, jenis

kelamin, usia/umur, latar belakang pendidikan, komposisi agama yang dianut.

-       Tingkat heterogenitas masyarakat.

-       Tingkat aksesibilitas lokasi dusun/desa dari pusat administrasi desa, kecamatan,

kota/kabupaten, dan ibu kota provinsi, kondisi jalan, moda transportasi yang ada dan

jarak lokasi.

-       Profil ketersediaan sumber energi dan pola penggunaan dan pemanfaatannya.

-       Tingkat dan pola konsumsi peralatan listrik.

b.      Tingkat standar hidup dan sumber pendapatan masyarakat.

c.       Kondisi dan kesadaran serta partisipasi.

d.      Tingkat kesadaran masyarakat untuk :

-          Kontribusi pada pembangunan pembangkit listrik tenaga mikrohidro dan sarana

kelistrikan.

-          Kesadaran dan kemampuan untuk membayar pelayanan penyediaan listrik.

e.       Profil usaha dan sumber ekonomi produktif berbasis sumber daya lokal.

f.       Kecepatan akses, kemampuan mengusahakan akses kepada pasar.

g.      Kapasitas lokal dan kemampuan berkembang dengan pemanfaatan potensi sumber

daya lokal.

Page 27: judul skripsi

h.      Kondisi dan profil infrastruktur pelayanan publik yang ada.

i.        Tingkat respon dan dukungan pemerintah daerah setempat.

3.2.2. Analisis finansial PLTMH

Setelah dilakukan analisa didapatkan perkiraan analisis finansial berdasarkan

dukungan data harga dan biaya. Analisis finansial ini berupa perhitungan secara

sederhana tentang total biaya yang dibutuhkan untuk pembangunan PLTMH di lokasi

potensi. Perhitungan biaya meliputi komponen mikrohidro dan biaya lain sebagaimana

berikut :

a.       Harga pengadaan peralatan mekanik elektrik.

b.      Biaya transportasi/pengiriman peralatan dari pabrik ke lokasi.

c.       Total harga pembangunan seluruh bangunan sipil sistem PLTMH, yang meliputi

biaya material dan tenaga kerja pembangunan bangunan sipil.

d.      Biaya pemasangan/instalasi.

e.       Biaya pengadaan jaringan dan transmisi.

f.       Biaya konsultansi detil perancangan dan.

g.      Biaya administrasi dan kontingensi.

Analisis finansial ini dapat dilanjutkan dengan memetakan perkiraan jumlah

pendapatan penjualan listrik berdasarkan jumlah optimal daya terbangkit potensi

PLTMH, potensi keuntungan yang dapat diproyeksikan dari jumlah perkiraan

pendapatan dikurangi jumlah biaya pengeluaran untuk gaji operator, biaya perawatan

peralatan PLTMH, pembayaran kewajiban lain seperti iuran air dan sebagainya.

Berdasarkan analisis finansial ini dapat diperhitungkan biaya per kW untuk setiap

lokasi potensi PLTMH. Sebagai catatan, untuk perhitungan perkiraan jumlah

pendapatan penjualan listrik per kW dapat menggunakan harga tarif yang ditetapkan

setiap wilayah lokasi potensi sesuai Kepmen ESDM No. 1122/K/30/MEM/2002.

Page 28: judul skripsi

3.2.3.  Inventarisasi potensi kebutuhan listrik

3.2.3.1.  Survai tingkat pelayanan dan potensi kebutuhan listrik

Tingkat pelayanan dan potensi kebutuhan daya listrik masyarakat perlu diteliti

awal, apakah benar tingkat permintaan daya sedikit lebih tinggi dari kemampuan

produksi dan layanan listrik PT. PLN yang ada. Hal ini menjadi salah satu pertimbangan

berkaitan dengan efisiensi .

Survai awal ini dilakukan untuk mengetahui perbandingan antara jumlah kepala

keluarga atau unit rumah yang telah teraliri listrik PT PLN dengan yang belum teraliri

sebagai rasio elektrifikasi. Berdasarkan profil jumlah kepala keluarga atau unit rumah

yang teraliri dapat dianalisis profil beban puncak per kepala keluarga atau unit rumah

dengan daya rata-rata 150-200 W yang dihubungkan dengan tingkat kemakmuran dan

pertumbuhan usaha/ekonomi masyarakat. Berdasarkan data awal di atas, dapat

diperbandingkan dengan perkiraan tingkat layanan penyediaan listrik PLTMH

berdasarkan data kebutuhan listrik masyarakat.

3.2.3.2. Jaringan Transmisi dan Distribusi Listrik PT. PLN

Inventarisasi jaringan transmisi dan distribusi listrik PT. PLN adalah untuk

mengetahui awal profil jaringan PT. PLN yang ada di lokasi potensi dan rencana

pengembangan di masa depan. Hal ini perlu diketahui sejak awal untuk mencegah

kejadian dimana pascapembangunan PLTMH, tidak dilakukan pengembangan, karena

PLTMH tersebut tidak dioperasikan lagi disebabkan sudah dibangun jaringan transmisi

distribusi listrik PT. PLN. Untuk melengkapi kajian profil jaringan transmisi dan distribusi

listrik PT. PLN tersebut dapat dilakukan dengan pengumpulan data sebagai berikut:

a.       Data Rencana Pengembangan Jaringan Pelayanan PT. PLN

Banyak unit PLTMH tidak beroperasi lagi disebabkan sudah terpasang jaringan

transmisi dan distribusi penyediaan listrik oleh PT. PLN, sehingga perlu diupayakan

untuk mendapatkan gambaran rencana penyediaan listrik di desa/dusun calon lokasi

PLTMH. Selain itu juga perlu didapat data rencana pengembangan jaringan pelayanan

PT. PLN dari rencana pemasangan jaringan kelistrikan. Data ini sebenarnya dapat

Page 29: judul skripsi

dimanfaatkan untuk rencana penyambungan pada jaringan PT. PLN sebagaimana

skema.

b.      Data Pelanggan PT. PLN di Lokasi Potensi PLTMH

Sebenarnya data pelanggan PT. PLN adalah salah satu profil data sosial ekonomi

sebagaimana telah dikumpulkan sebagai data non teknis, tetapi data ini dapat

difokuskan menjadi data profil pelanggan PT. PLN. Data ini dapat diperoleh dari PT

PLN dan dengan data ini dapat menganalisis potensi pertumbuhan kebutuhan listrik di

wilayah lokasi PLTMH.

BAB 4

DATA DAN PERHITUNGAN

Page 30: judul skripsi

4.1 Pengukuran dan Perhitungan Debit

4.1.1 Pengertian debit dan debit andalan

Debit adalah laju aliran air dalam besaran volume air yang melewati suatu

penampung melintang sungai per satuan waktu, dalam sistem satuan SI besarnya debit

dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/dt). Debit aliran biasanya ditunjukan

dalam bentuk hodrograf aliran. Hidrograf aliran merupakan suatu perilaku debit sebagai

respon adanya perubahan karakteristik biogeofisik yang berlangsung dalam suatu DAS

(daerah aliran sungai) oleh adanya kegiatan pengelolaan DAS atau adanya perubahan

(fluktuasi musiman atau tahunan) iklim lokal. Laju aliran permukaan adalah jumlah atau

volume air yang mengalir pada suatu titik per detik atau per jam, dinyatakan dalam

m3 per detik atau m3per jam. Laju aliran permukaan dikenal juga dengan istilah debit.

Besarnya debit ditentukan oleh luas penampang air dan kecepatan aliranya.

Debit andalan merupakan debit minimum sungai dengan kemungkinan debit

terpenuhi dalam persentase tertentu, misalnya 90%, 80% atau nilai persentase lainya,

sehingga dapat dipakai untuk kebutuhan pembangkitan. Debit andalan yang optimal

didapatkan melalui analisis dengan menggunakan metode catatan debit sungai atau

apabila catatan debit itu terdapat bagian yang tidak ada, maka digunakan perhitungan

dengan menggunakan data yang kita peroleh di lapangan.

4.1.2 Pengukuran Debit

Pengukuran debit aliran menggunakan metode sebagai berikut:

1.      Metode ember (bucket method)

2.      Metode pelampung

1.      Pengukuran dengan metode ember ( bucket method) dilakukan terhadap

sumber mata air yang tidak menyebar dan bisa dibentuk menjadi sebuah terjunan. Alat

yang di perlukan dalam pengukuran debit

-          Alat tampung ember

Page 31: judul skripsi

-          Stop watch atau alat ukur waktu yang lain (arloji) yang dilengkapi dengan stop

watch

-          Alat tulis untuk mencatat hasil perhitungan

-          Di lakukan berulang ulang sebanyak 12 kali

Langkah langkah pengukuran debit terlebih dahulu bersihkan lokasi di sekitar

sumber air untuk mempermudah kegiatan pengukuran, lalu sebuah ember diisi air pada

terjunan air tersebut sampai ember penuh, kemudian dalam berapa liter/detikah sebuah

ember tersebut akan penuh. Diperlukan 3 orang untuk melakukan pengukuran, satu

orang memegang ember, satu lagi memegang stop watch dan yang satu lagi mencatat

hasil perhirungan yang dilakukan sebanyak 12 kali percobaan. Proses start diawali

dengan aba-aba dari orang yang memegang stop watch pada saat penampungan air

dimulai dan finish jika ember terisi penuh, kemudian waktu yang diperlukan dari mulai

sampai terisi penuh waktunya (t). Pengukuran dilakukan sampai 12 kali percobaan

untuk mencari rata-ratanya (trata-rata). Hasil pengukuran di atas, dapat digunakan rumus

sebagai berikut;

Q =                                                                                        (4.1)

Trata-rata  =                                                                                                (4.2)

2.    Cara pengukuran debit air menggunakan metode pelampung sangat

sederhana alat yang digunakan dalam pengukuran ini adalah stopwatch dan

steoroform, dalam penentuan debit air pada lokasi pembuatabn PLTMH data yang

diperlukan yaitu luas penampang sungai dan rata-rata kecepatan aliran.

Cara mendapatkan kecepatan aliran dilakukan 12 kali percobaan perhitungan

menggunakan steoroform setelah melakukan percobaan tersebut didapatkan hasil

sebanyak 12 kali kecepatan aliran, dari nilai tersebut dapat dijumlahkan data

keseluruhan percobaan dan didapatkan kecepatan aliran rata-rata ( Vrata-rata) atau rata-

rata kecepatan aliran. Pengukuran luas penampang aliran, diperoleh dengan

melakukan pengukuran kedalam sungai atau saluran air pada beberapa titik dengan

interval jarak yang sama sepanjang arah melintang sungai.

Page 32: judul skripsi

Dalam penelitian ini salah satu cara dapat dipilih yang sesuai untuk diterapkan

dilokasi pengukuran pada lokasi penelitian digunakan metode pelampung karena dalam

metode ini hanya memerlukan peralatan yang sederhana dan mudah didapat. Hasil

pengukuran data luas penampang diatas. Dapat digunakan rumus sebagai berikut;

drata-rata   =                                                                                             (4.3)

A = drata – rata.W                                                                                                                    (4.4)

Trata-rata  =                                                                                              (4.5)

dengan;

A                        = luas penampang aliran sungai

d1,d2...dn          = kedalaman sungai atau saluran air

w                        = lebar interval antar titik pengukuran kedalaman sungai

t1,t2...tn             = waktu pengukuran kecepatan aliran

4.1.3 Perhitungan Debit

            Debit aliran dapat dihitung dengan mengalikan luas penampang aliran dan

kecepatan aliranseperti terlihat pada persamaan berikut

            Q = A.V                                                                                              (4.6)

atau;

            Q =                                                                                      (4.7)

dengan;

          Q            = Debit air (m3 / detik atau m3/jam)

          A            = Luas penampang air (m2)

          V            = kecepatan pelampung ( m/detik)

          t             = selang waktu pengukuran (detik)

Page 33: judul skripsi

          v             = volume tampung air ( volume ember)         

Perhitungan debit dilakukan dengan metode pelampung sesuai dengan lokasi

penelitian karena metode ini cukup sederhana dengan peralatan yang sederhana pula.

Penentuan  debit aliran  dilakukan dengan melakukan 12 kali pengukuran  di

sepanjang   aliran sungai, dimana  pengukuran dilakukan terhadap waktu, kedalaman

sungai dan kecepatan aliran.

Gambar 4.1 berikut menunjukkan penempatan  titik-titik pengukuran kedalaman

sepanjang lebar sungai. Tabel 4.1 memuat hasil pengukuran luas penampang sungai

yang dilakukan sebanyak 12 titik.

Gambar 4.1 Pengukuran Luas Penampang Sungai

Rata-rata kedalaman sungai dapat dilihat pada tabel 4.1, dimana jumlah d1…..d12

adalah 124,55, d rata-rata kedalaman  dihitung dengan persamaan 3.3 ,yaitu ;

                                                              (4.8)

                                                                    

 

Page 34: judul skripsi

4.1.4 Data Debit Aliran

Tabel 4.1  Kedalaman aliran air sungai

 kedalaman aliran air

d1 d1 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 d11 d12 d rata-rata (dr)

10,1

cm

10,5

cm

10,0

cm

10,4

cm

10,1

cm

10,6

cm

10,05

cm

11,25

cm

10,8

cm

10,0

cm

10,65

cm

10,1

cm

Tabel 4.2 Waktu aliran sungai

Waktu aliram menggunakan metode pelampung

t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11

3,55

det

3,46

det

3,16

det

3,17

det

3,49

det

3,86

det

2,63

det

1,97

det

3,54

det

3,6

det

2,66

det

Tabel 4.3 Debit sungai

Perhitungan Debit metode pelampung

Lebar (w) dr tr Luas Penampang (A) Qebit (Q)

22 cm 10,379 cm 3,201 det

228,341

cm2 0,0228 m2

0,072

m3/det

Page 35: judul skripsi

Tabel 4.4 Konsumsi Listrik (Watt)

Tabel Kolam Tando Harian

Ja

m 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1

5

1

617 18 19 20

W

att

8

5

0

8

5

0

8

5

0

10

00

40

00

41

50

42

00

10

00

11

50

11

60

12

50

25

00

26

50

27

50

4

0

0

5

0

0

35

00

40

00

42

50

42

85

Tabel 4.5 % Puncak

Tabel Kolam Tando Harian

Jam 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1

516 17 18 19 20

%

Pun

cak

17

,0

17

,0

17

,0

20

,0

80

,0

83

,0

85

,0

20

,0

23

,0

23

,2

25

,0

50

,0

53

,0

55

,0

8

,

0

10

,0

70

,0

80

,0

85

,0

85

,7

Page 36: judul skripsi

4.1.5 Analisis debit

Debit puncak  pada penelitian ini adalah 0,072 m3/detik didapat dari perhitungan

luas penampang dan rata-rata kedalaman aliran sungai pada lokasi pembuatan PLTMH

di dusun Talang Lintang Desa Sebidang Alas Kecamatan Dempo Tengan Kota

Pagaralam.

% puncak dalam hal ini adalah beban pemakaian listrik dusun talang lintang pada

saat beban maximum pada jam 20.00-21.00 Wib yaitu 4250-4500 Watt, sampai 85-90%

karena pada jam tersebut seluruh masyarakat menggunakan listrik untuk berbagai

macam keperluan rumah tangga ataupun beraktivitas pada malam hari seperti;

menonton TV,  menghidupkan lampu untuk penerangan dusun, rumah maupun pos-pos

kamling dan kebutuhan sosial

4.2 Energi air

4.2.1 Energi air terjun

Potensi tenaga air dan pemanfaatanya pada umumnya sangat berbeda bila

dibandingkan dengan penggunaan tenaga lain. Sumber tenaga air secara teratur

dibangkitkan kembali karena adanya pemanasan sinar matahari. Sehingga sumber

tenaga air merupakan sumber yang dapat diperbaharui.potensi secara keseluruhan

tenaga air relatif kecil bila dibandingkan dengan jumlah sumber bahan bakar fosil.

Penggunaan tenaga air merupakan pemanfaatan multiguna, karena dikaitkan dengan

irigasi, pengendalian banjir, perikanan darat, dan pariwisata.

Pembangkit listrik tenaga air dilakukan tanpa ada perubahan suhu, karena tidak

ada proses pembakaran bahan bakar. Sehingga mesin hidro yang dipakai bisa lebih

tahan lama dibanding dengan mesin bahan bakar

Pada dasarnya ada tiga faktor utama dalam penentuan pemakaian suatu potensi

sumber tenaga air untuk pembangkit tenaga listrik, yaitu;

a.       Debit andalan

b.      H efektif

Page 37: judul skripsi

Gambar 4.2.1 siklus hidrologi air

Perlu kita ketahui bahwa potensi energi air terjun adalah memanfaatkan energi

karena ketinggian atau potensial yang selanjutnya dikonversi menjadi energi kinetik

untuk menggerakan sirip dan memutar turbin selanjutnya menjadi energi listrik.

Sehingga dengan persamaan energi potensial, kita bisa mencari besarnya energi yang

dikandung pada air terjun adalah sebagai berikut;

E = m.g.h                                                                                               (4.9)

dengan ;

E = energi potensial

M = masa

g = percepatan gravitasi

h = tinggi relatif pada permukaan bumi

Bila persamaan 1 kita diferensialkan akan menjadi;

dE = dm.g.h

dE merupakan energi yang dibangkitkan oleh elemen massa dm yang melalui

jarak h.

Bila Q di definisikan sebagai debit air, menurut rumus;

Q =                                                                                                  (4.10)

Dengan;

Q = debit air

            dm = elemen masa air

            dt = elemen waktu

Page 38: judul skripsi

Kita ingat bahwa daya merupakan energi per satuan waktu, sehingga rumus

daya dapat kita tuliskan sebagai berikut;

P =   = .h.g                                                                                (4.11)

P = Q .g.h

diantara data primer yang diperlukan untuk suatu survei dapat disebut:

Ø  Jumlah energi yang secara teoritis dapat diperoleh setahun, dalam kondisi-kondisi

tertentu di musim hujan dan musim kering.

Ø  Jumlah daya pusat listrik yang akan dipasang, dengan memperhatikan apakah pusat

listrik itu akan dipakai untuk beban dasar atau beban puncak.

BAB 5

Page 39: judul skripsi

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1  Kesimpulan

1.      Rancang bangun PLTMH sangat perlu diadakanya survei awal dan studi potensi,

karena survei awal sangat mempengaruhi hasil rancang bangun PLTMH.

2.      Pembuatan PLTMH dipengaruhi oleh debit dan ketinggian jatuh air, sesuai dengan

potensi energi aliran yang dimiliki sungai tersebut. Debit anadalan dalam penelitian

PLTMH adalah 0,0073 m3/detik ditentukan dengan metode pelampung menggunakan

besaran luas penampang dan kecepatan aliran sungai (trata-rata).

3.       Ada dua faktor utama dalam penentuan pemakaian suatu potensi sumber tenaga air

untuk pembangkit tenaga listrik, yaitu;

c.       Debit andalan

d.      H efektif 

5.2  Saran

1.      Dibutuhkan data hidrologi yang lebih lengkap sekurang-kurangnya lima tahun untuk

mendapatkan debit andalan yang dibutuhkan dalam pembuatan PLTMH.

2.      Digunakan pengukuran debit dengan metode yang lebih akurat dengan

menggunakan alat ukur current meter.

DAFTAR PUSTAKA

Page 40: judul skripsi

Loebis, J, 1993, Hidrologi Sungai. Departemen Pekerjaan Umum.

Resnick, D.H, 1994, Physics. terjemahan: Pantur Silaban dan Erwin Sucipto,

Jakarta, Erlangga.

SKSNI, 03-2159, 1992, Metode Pengukuran Debit Sungai. Direktorat Jenderal

Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum.

Wibowo, C, 2005, Langkah Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga

Mikrohidro (PLTMH). Ford Foundation, Mini Hydro Power Project (MHPP) dan Yayasan

Bina Usaha Lingkungan (YBUL),