perancangan mikro hidro

42
 PERANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO Disusun Sebagai Tugas Mata Kuliah Bangunan Tenaga Air Dikerjakan Oleh : Rio Hanun g Pr ab owo 08 /2 69 304/TK/34 402 Aditya Riski Tauf ani 09/284264/ TK/35210 Rifqi Anra Wijaya 09/284941/TK/35568 Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada Yogyakarta 2012

Upload: aditya-riski-taufani

Post on 14-Jul-2015

427 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 1/42

 

PERANCANGAN

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO

Disusun Sebagai Tugas Mata Kuliah Bangunan Tenaga Air

Dikerjakan Oleh :

/ / /

Page 2: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 2/42

i b / / / 

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang karena rahmat dan

karunianya ( kekuatan, pemikiran, ketekunan, kesabaran dan banyak lagi) penulis dapat

menyelesaikan laporan tugas perancangan pembangkit listrik tenaga mikrohidro ini.

Pembuatan tugas ini dimaksudkan untuk mengaplikasikan teori – teori yang telah

diperoleh untuk merancang Pembangkit listrik tenaga mikrohidro. Tugas ini diharapkan

dapat menjadikan mahasiswa menjadi insinyur yang kompeten.

Terima kasih sebanyak – banyaknya penulis ucapkan kepada semua pihak yang telah

membantu dalam terselesaikannya tugas perancangan fondasi dalam ini, yaitu :

1. Orang tua penulis atas do’a, cinta dan kasih sayang sehingga penulis memiliki

kekuatan dan kemampuan dalam mengerjakan tugas perancangan fondasi ini.

2. Prof. Dr. Ir. Bambang Triatmodjo CES DEA, Ir. Djoko Luknanto M.Sc, Ph.D. selaku

dosen mata kuliah Bangunan Tenaga Air atas ilmu dan bimbingannya

3. Pihak – pihak lain yang telah membantu kelancaran dalam proses pembuatan

laporan tugas perancangan pembangkit listrik tenaga mikrohidro ini.

Penulis menyadari bahwa laporan ini kurang dari kesempurnaan dan kritik serta saran

b if t b t li h k S l i i d t b f t

Page 3: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 3/42

b if t b t li h k S l i i d t b f t 

BAB I

PENDAHULUAN

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), adalah suatu pembangkit listrik

skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti, saluran

irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head ) dan

  jumlah debit air (Wikipedia Indonesia). Secara teknis, mikrohidro memiliki tiga komponen

utama yaitu air (sebagai sumber energi), turbin dan generator Mikrohidro mendapatkan

energi dari aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian tertentu Pada dasarnya,

mikrohidro memanfaatkan energi potensial jatuhan air (head )

Prinsip dasar mikrohidro adalah memanfaatkan energi potensial yang dimiliki oleh

aliran air pada jarak ketinggian tertentu dari tempat instalasi pembangkit listrikSebuah

skema mikrohidro memerlukan dua hal yaitu, debit air dan ketinggian jatuh (head ) untuk

menghasilkan tenaga yang dapat dimanfaatkanHal ini adalah sebuah sistem konversi energi

dari bentuk ketinggian dan aliran (energi potensial) ke dalam bentuk energi mekanik dan

energi listrikDaya yang masuk (Pgross) merupakan penjumlahan dari daya yang dihasilkan

(Pnet) ditambah dengan faktor kehilangan energi (loss) dalam bentuk suara atau panas.

Daya yang dihasilkan merupakan perkalian dari daya yang masuk dikalikan dengan efisiensi

konversi (Eo)

Pnet = Pgross ×Eo (kW)

Page 4: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 4/42

 

4. Pipa Pesat (Penstock ). Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah

ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah turbin.

5. Turbin. Turbin berfungsi untuk mengkonversi energi aliran air menjadi energi

putaran mekanis.

6. Pipa Hisap. Pipa hisap berfungsi untuk menghisap air, mengembalikan tekanan aliran

yang masih tinggi ke tekanan atmosfer.

7. Generator. Generator berfungsi untuk menghasilkan listrik dari putaran mekanis.

8. Panel kontrol. Panel kontrol berfungsi untuk menstabilkan tegangan.

9. Pengalih Beban (Ballast load ). Pengalih beban berfungsi sebagai beban sekunder

(dummy ) ketika beban konsumen mengalami penurunan. Kinerja pengalih beban ini

diatur oleh panel kontrol.

Penggunaan beberapa komponen disesuaikan dengan tempat instalasi (kondisi geografis,

baik potensi aliran air serta ketinggian tempat) serta budaya masyarakat. Sehingga terdapat

kemungkinan terjadi perbedaan desain mikrohidro serta komponen yang digunakan antara

satu daerah dengan daerah yang lain.

Adanya krisis energi listrik pada sistem kelistrikan pada masing-masing daerah di

Indonesia sudah dapat dipastikan akan mengakibatkan terjadinya kelangkaan energi, hal ini

disebabkan karena pasokan listrik yang tersedia dengan jumlah pemakaian listrik danpermintaan pemasangan baru oleh pelanggan tidak seimbang. Kebutuhan energi di

Indonesia khususnya dan di dunia pada umumnya terus meningkat karena pertambahan

Page 5: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 5/42

 

Ada beberapa alasan mengapa PLTMH merupakan pilihan yang tepat di Indonesia:

1. Indonesia kaya akan hutan sehingga kaya akan air.

2. Membangun PLTMH berarti melestarikan sumber air. Karena agar Instalasi tetap dapat

beroperasi maka das harus benar-benar dijaga

3. PLTMH bisa beroperasi sehari penuh karena air tidak tergantung siang dan malam hari.

Sedangkan Pembangkit Listrik Tenaga Surya hanya bisa beroperasi siang hari.

4. Alat-alat PLTMH sudah bisa diproduksi di dalam negeri dan peralatan pengganti bisa

didapat di kota-kota besar seperti Bandung.

5. PLTMH lebih awet, jika dipelihara dengan baik, dibanding pembangkit yang lain seperti

PLTS, PLTU dll.

6. Pengoperasian PLTMH tidak memerlukan biaya yang mahal (dibandingkan dengan

pengoperasian generator diesel).

7. Penggunaan energi baik energi listrik maupun energi gerak dari PLTMH untuk kegiatan

produktif bisa dilakukan. Seperti charge aki dengan energi listrik atau penggilingan

menggunakan energi gerak yang tersedia langsung dari turbin.

8. PLTMH teknologinya tidak begitu sulit sehinga mudah dioperasikan sebagai base load 

maupun   peak load (dapat dengan cepat on/off), karena turbin air pada PLTMH dapat

diberhentikan setiap saat.

Page 6: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 6/42

 

BAB II

TEORI PERANCANGAN PLTMH

1. Skema PLTMH

Bangunan Penyadap / Intake

Terdiri dari bendung, ambang pengambilan dan pintu pengambilan. Dalam menentukan

Page 7: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 7/42

Ambang Pengambilan :

- Elevasi ambang bangunan pengambilan ditentukan dari tinggi dasar sungai.

- Ambang direncana di atas dasar dengan ketentuan berikut:

- 0,50 m jika sungai hanya mengangkut lanau

- 1,00 m bila sungai juga mengangkut pasir dan kerikil

- 1,50 m kalau sungai mengangkut batu-batu bongkah.

- Pengambilan dilengkapi skot balok di kedua sisi pintu, agar pintu itu dapat dikeringkan

untuk pemeliharaan dan perbaikan.

- Guna mencegah masuknya benda-benda hanyut, puncak bukaan direncanakan di bawah

muka air hulu.

- Jika bukaan berada di atas muka air, maka harus dipakai kisi-kisi penyaring.

- Bangunan Pembilas

- Lantai pembilas merupakan kantong tempat mengendapnya bahan-bahan kasar di depan

- pembilas pengambilan.

- Sedimen yang terkumpul dapat dibilas dengan membuka pintu pembilas secara berkala

guna

- menciptakan aliran terkonsentrasi tepat di depan pengambilan.

- Lebar pembilas ditambah tebal pilar pembagi sebaiknya sama dengan 1/6 – 1/10 dari lebar

bersih bendung (jarak antara pangkal-pangkalnya), untuk sungai-sungai yang lebarnya

kurang dari 100 m. 

Page 8: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 8/42

Berfungsi dalam mengendapkan sedimen yang berada dalam air dari bangunan

pengambilan agar air lebih bersih saat masuk ke saluran pembawa.

Pendimensian kolam pengendapan

Lebar Kolam : agar mengurangi kecepatan dari aliran air di kolam pengendapan, lebar kolam

harus ditentukan terlebih dahulu. Lebar kolam dapat diambil berdasarkan ruang yang

tersedia, tapi biasanya diambil 2 sampai 15 kali lebar saluran. Dalam kasus saluran

trapezium, digunakan lebar rata – rata. Jika saluran terbuat dari tanah maka disarankan

diberi perkerasan lima meter sebelum memasuki kolam dengan beton.

Panjang Kolam : Panjang Kolam Pengendapan Juga harus dirancang sesuai tempat yang

tersedia. Debit aliran dan lebar haru diketahui terlebih dahulu. Dengan data ini maka

kedalaman dapat ditentukan. Panjang kolam dirancang agar partikel dapat dipastikan

mengendap sampai ujung kolam. Hal ini tergantung kepada kecepatan endap partikel.

 

Page 9: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 9/42

Saluran dapat berupa saluran terbuka berbentuk trapezium maupun segi empat

ataupun pipa maupun terowongan. Dalam perhitungan saluran etrbuka dapat digunakan

perhitungan tampang lintang ekonomis

Saluran terbuka Tampang trapezium

Agar didapat tampang lintang ekonomis maka = y = ½ x R

Tampang Segi empat

Syarat Tampang Lintang Ekonomis = R = 0.5 y

 

Page 10: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 10/42

Kolam penenang juga berfungsi agar ketika muka air rendah mencegah adanya udara

masuk ke dalam pipa penstock yang bisa menyebabkan kerusakan. Volume desain dari bak

penenang berkisar 10 - 20 kali dari debit yang dibutuhkan untuk memutar turbin. Besar

kecilnya dimensi kolam penenang tergantung juga dari panjang pipa penstock.

Kolam penenang juga harus direncanakan untuk mengendapkan partikel dengan

kecepatan sesuai kecepatan endap partikel yang diijinkan masuk ke dalam penstock.

Pipa Penstock

 

Page 11: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 11/42

Dengan : D = diameter pipa (m)

Q = debit desain (m3/s)

L = Panjang penstock (m)

N = koefisien Manning

H = Tinggi jatuh (m)

C (constants) = 1.273 = 4 / (phi)

V (water velocity ) = 1 - 2.8 m /d

Sedangkan untuk perhitungan tebal pipa digunakan rumus :

To = + ( ) dan to > 0.4 cm atau to > (d+80)/40 cm

dengan

t0 : tebal minimum pipa

P : tekanan air rencana : tek. hidrostatis + water hammer (kgf/cm2) ,

Untuk Mikrohidro : P = 1.1 × tekanan hidrostatis.

D : diameter (cm)

Θa : tegangan ijin bahan pipa (kgf/cm2) SS400: 1300kgf/cm2

Η : efsiensi pengelasan (0.85 ~ 0.9)

Η : efsiensi pengelasan (0.85 ~ 0.9)

δt : margin (pada umumnya 0.15 cm)

 

Page 12: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 12/42

unutk menggerakkan turbin. Sedang turbin reaksi menggunakan prinsip perbedaan tekanan

untuk menggerakkan turbin.

Jenis TurbinHead

Tinggi Sedang Rendah

Turbin Impuls

Pelton Crossflow Crossflow

Turgo Multijet

Pelton

Turgo

Turbin ReaksiFrancis Propeller

Kaplan

Untuk sederhananya dapat digunakan table berikut untuk menentukan jenis turbin yang

dipakai

 

Page 13: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 13/42

Perhitungan Perletakan Fondasi agar tidak terjadi kavitasi

Kavitasi adalah pembentukan gelembung gas dari cairan yang mengalir di daerah di mana

tekanan cairan turun di bawah tekanan uap-nya, Jika kavitasi timbul pada turbin yang

sedang berjalan, maka akan terjadi gejala-gejala yang berbahaya terhadap turbin, di

antaranya, menurunnya efisiensi, timbulnya getaran, terdengarnya suara berisik, dan lain-

lain. Dalam turbin air, kavitasi terutama terjadi pada bagian-bagian sudu rotor yang

menghisap air, pada ujung sebelah bawah dan atas dari roda putar, pada pipa isap, pada

bagian belakang sudu rotor, dan sebagainya.

Perhitungan Kavitasi = =

Dengan :

Hs : tinggi tekanan hisap

Hv : tinggi tekanan uap air di sebelah bawah sudu rotor atau di bagian atas pipa lepas

Ha : tinggi tekanan udara luar

σ : Faktor kavitasi Thoma

H : tinggi jatuh (head) efektif  

Page 14: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 14/42

 

Page 15: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 15/42

BAB II

PERANCANGAN BANGUNAN SIPIL

1. Data Perancangan

Peta kontur yang digunakan untuk perancangan terdapat pada gambar terlampir.

Data – data yang digunakan adalah fiktif dan dengan menggunakan asumsi

PLTM Bayeman

DataSungai = Sungai Tirtolawe

Kampung/dukuh = Hargotirto

Desa = Pangkeb

Kecamatan = Kemalang

Kabupaten = Klaten

Provinsi = Jawa Tengah

Data Teknis

Debit Rencana = (02+10+68)/10 = 8 m3/s ( jml 2 no mhsw terakhir : 10)

Head = 40 m

Kondisi Tanah / Sedimen = Kepasiran

Panjang Saluran Pengantar = (4402+5210+5568)/3 = 5060 m

Debit Banjir Sungai = (02+10+68)/3 = 26.67 m3/s

 

Page 16: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 16/42

2. Perhitungan Dimensi

Perhitungan dimensi Bangunan Pengambilan

Tampang sungai empat persegi panjang

Kemiringan Rerata = 0.002

Lebar Rerata Sungai = 20 m

Koefisien Kekasaran = 0.040 ( saluran dengan dasar batu dan tebing rumput )

Diambil elevasi muka air di dekat sebelah hilir pintu pengambilan +50.00

Elevasi dasar sungai di lokasi bendung = +47 m

Elevasi dasar sungai dekat sebelah hulu bendung = +45 m

Elevasi Muka Tanah di sekitar lokasi bendung = +51.5 m

Debit Pengambilan = 26.67 x 120%

= 3 2 m3/s (20% untuk antisipasi pengembangan ke depan )

 

Page 17: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 17/42

=. .

. .= 1.3 m

Lebar Saluran Pada bagian Pintu air = 1.3 m

Elevasi M.A bag. Hulu pintu = Elv. Hilir Pintu + v2/2g

= +50.0 + 1.52/2*9.78

= +50.12 m

Lebar ambang pengambilan (sudut 45o) = lebar sal. Pintu pengambilan x 2^0.5

= 1.3 x 2^0.5 = 1.84 m

Tinggi air di ambang pengambilan =.

. .

=. .

. . .= 3 m

Elevasi Dasar Ambang Pengambilan = 50.12 – 3

= +47.12 m

Pintu Pembilas

Elevasi Dasar Pintu Pembilas = Elevasi Dasar Hulu

= +47 m

Elevasi Muka Air bendung Normal = Elevasi m.a ambang pengambilan + v2/2*g

= 50.12 + 0.8^2/(2*9.78)

 

Page 18: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 18/42

P = 12 + 2h

R = A/P

= 12h/ (12 +2h) = 6/ (6+h)

32 = 12h x 1/0.04 x (6/(6+h))2/3

x (0.002)1/2

h = 32 x 0.04 x (6+h)2/3

/(12x(0.002)1/2

x6h2/3

)

dengan Trial and error diperoleh H banjir = 1.88 m

Koefisien Peluapan = 1.33

Lebar Pilar bendung = 2 m

Lebar Efektif Bendung = lebar sungai - lebar pintu pembilas – lebar pilar

= 1 2 – 0 . 8 3 – 2

= 9.17 m

Tinggi air di atas Mercu = debit banjir/(m x B x (9.78) 0̂.5)) (̂2/3)

= 0.89 m

Perhitungan dilakukan dengan menggunakan Rumus Bunchu

He = 1.5 x h

= 1.5 x 0.89 = 1.33 m

K = v2/2g

= 0.03

H = He + K 

Page 19: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 19/42

D (m) = H + 1.1 x Z

= 1.37 + 1.1 x 4.6 = 6.43 m

L (m) = D

= 6.43 m

A = 0.2 H (H/Z)^0.5

=0.15 m

2a = 0.30 m

Elevasi Tembok tepi = 51.48+1 = +52.48 m ( elevasi muka tanah 51.5) perlu tanggul

setinggi 1 meter)

Hasil Perancangan Bangunan Intake

Parameter Nilai

Bendung Lebar Efektif Bendung 9.17 m

Lebar Pilar 2m

Z 4.60 m

D 6.43 m

L 6.43 m

a 0.15 m

2a 0.3 m

Elevasi Mercu +50.15 m

i i l 

Page 20: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 20/42

Perhitungan Dimensi Kolam Penangkap Pasir

Data :

Volume Rancangan = 120% x 2.67 m3/s = 3.2 m3/s

Jenis Tanah Kepasiran, digunakan :

- Diameter partikel (d) = 0,07 mm

- Faktor tekuk = 0,7 (untuk pasir alamiah)

- Dipakai suhu air 20o

Periode Pembilasan = 2 minggu

Volume tampungan

Volume bahan layang yang harus diendapkan, dimisalkan 0,5 permil dari volume air yang

mengalir melalui kantong lumpur (KP.02 hal-136). Debit pengambilan rencana Qn = 3,2

m3/dt. Jarak Waktu pembersihan/pembilasan kantong lumpur untuk tujuan dan

perencanaan biasanya diambil dua minggu (KP.02 hal-145)

V = 0,0005*Qn*T

= 0,0005*3,2*(2*7*24*3600)

= 1935,36 m3

Luas rata-rata perkiraan kantong lumpur

Qn LB

dimana : 

Page 21: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 21/42

Sumber : Kriteria Perencanaan 02(bangunan utama)

Gambar 1.1. Hubungan antara diameter saringan dan kecepatan endap untuk air tenang

Maka,

LB = Qn/w

= 3,2/0,004= 800 m2

L/B > 8, maka L

 L

/800> 8

 

Page 22: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 22/42

Luas penampang basah (A)

284,0

2,3m

Vn

Qn An

Dengan lebar rata-rata (B) = 9 m, kedalaman air (hn) menjadi

m B

 Anhn 89,0

9

8

Keliling basah (Pn)

Pn = b + 2hn

= 9 + 2*0,89

=10,78 m

Jari-jari hidraulis (R)

Rn = An/Pn = 8/10,78 = 0,74

Sehingga :

Vn = k*R2/3

*Sn1/2

2

32*

 

  

 

 /  Rk 

VnSn

4

2

32 10.18,174,0*45

4,0

 

 

 

 

 / Sn

Kemiringan energi selama pembilasan (As)  

Page 23: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 23/42

hs = 0,284 m

Jari-jari hidraulis (Rs) :

268,0)284,0*2(9

56,2

 Ps

 As Rs

Untuk pembilasan koefisien kekasaran adalah 40 (KP.03 hal-30), maka besarnya kemiringan

saluran pada saat pembilasan :

Vs = k*R2/3

*S1/2

0,00816268,0*45

5,1

*

2

32

2

32

  

  

  

  

 /  /  Rsk 

VsSs m

Pada saat pembilasan harus diusahakan kecepatan alirannya dalam subkritis(Fr<1), hal ini

untuk menghindari gerusan pada saluran akibat kecepatan aliran.

10,89284,0*8,9

5,1

*

hs g 

Vs Fr  . . . ok!!!

Panjang sandtrap

Volume sandtrap yang diperlukan :

V= 1935,36 m3

Rumus volume sand trap:

V = (0,5*b*L) + 0,5(Ss-Sn)*b*L2

1935,36 = (0,5*9)L + 0,5(0,00816*1,18.10-4

)L2

0,07236L2

+ 4,5L - 1935,36 = 0 

Page 24: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 24/42

Kemiringan Saluran : 0.0001

Angka Manning : 0.025 ( untuk pasangan batu yang diplester )

Bentuk Tampang Saluran Persegi

Q = A x V dengan A = B x y

V = 1/n x R2/3

x I1/2

R = A/P dimana P = B + 2y

Untuk tampang ekonomis, diambil B = 2y, maka R = y/2 dan A = 2y2

Q = A x V

Q = 2y2

x 1/n x R2/3

x I1/2

dengan R = y/2

3.2 = 2y2

x 1/0.025 x (y/2)2/3

x 0.00011/2

Dari penjabaran rumus diatas, didapat

y = 2 m, dan

B = 2y = 2 x 2 = 4 m

Diambil freeboard 0.5 m

Parameter Nilai

Lebar Saluran 4 m

Tinggi Saluran 2.5m

Perhitungan Dimensi Pipa Penstock  

Page 25: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 25/42

Tebal pipa pesat

To = + ( ) dan to > 0.4 cm atau to > (d+80)/40 cm

Dengan p = 1.1 x 40000 x 0.001 kgf/cm3

= 44 kgf/cm2

To =.

+ 0.15 ( ) = 0.318 + 0.15 = 0.468 cm… diambil 0.47 cm

Cek to > 0.4 cm…. ok!!1

Parameter Nilai

Panjang Penstock  375 m

Diameter Penstock  1.6 m

Tebal penstock  0.47 cm

Perhitungan Dimensi Kolam Penenang ( forebays )

Kapasitas bak penenang :

Vf = Af.hs = Bf.Lf.df 

Dengan :

Vf  = kapasitas bak penenang (m3),

 Af  = luas bak penenang (m2),Lf  = panjang bak penenang (m),

hs = kedalaman air dari sebuah saluran, 

Page 26: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 26/42

Pelimpah berada pada elevasi sama dengan muka air saluran = +50 – 0.0001 x 5020 =

+49.5m

Elevasi ambang =

Hc = {(α x Q)/(g x B2)}

1/3α = 1.33 g =9.8

= {( 1.33 x 3.2 )/(9.8/42)}

1/3= 1.51 m

Elevasi ambang ada pada = +49.5 – 1.51 = +47.9 m

Tinggi air pada spillway saat dilakukan pemeliharaan turbin, Debit spillway 3.2 m3/s = 1.51 m,

tinggi jagaan = 1.51 + 0.5 m = 2m

Parameter Nilai

Lebar Kolam 6 m

Panjang Kolam 4 m

Elevasi Ambang +47.9 cm

Perancangan Turbin

 

Page 27: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 27/42

= (3.2/2.2 x 390.5

))0.5

= 0.48 m

Kecepatan Spesifik (Ns) = N x P0.5

/H1.25

diambil putaran N = 750 rpm

= 750 x 7600.5/391.25 = 212 rpm

Parameter Nilai

Jenis Turbin Turbin Francis

Diameter 0.48 m

Kecepatan Spesifik  212 rpm

Perancanaan Elevasi Pondasi Turbin

Pondasi turbin direncanakan pada elevasi tertentu agar tidak terjadi kavitasi/hisapan yang

akan merusak turbin

Data

Suhu =25 Co

Ns =212

Muka air belakang pada elevasi 10 m

Head efektif H = 39 m

=Dengan :

Hs : tinggi tekanan hisap 

Page 28: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 28/42 

Page 29: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 29/42

Hatm = 10 m kolom air

Hv = 0.325 m

0.17 =10 − 0.325 −

39

Hs = 10 - 0.325 - 39x0.17 = 3.045 m

Jadi turbin dipasang maksimum pada elevasi +10 + 3.045 = +13.045 m

Cek muka air banjir

Dengan menganggap tampang sungai dan debit banjir sama dengan hilir bending maka

kedalaman air saat banjir 1.88 m

Jika dasar sungai dianggap pada elevasi +4 maka muka air banjir sampai elevai +5.88 m

Diambil fondasi turbin terletak pada elevasi +12.00 m

 

Page 30: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 30/42

BAB IV

PENUTUP

1. Kesimpulan

Dari analisis perancangan yang telah dilakukan didapat data – data analisis sebagai

berikut :

Parameter Nilai

Bangunan Pengambilan

Bendung Lebar Efektif Bendung 9.17 m

Lebar Pilar 2m

Z 4.60 m

D 6.43 m

L 6.43 m

a 0.15 m

2a 0.3 m

Elevasi Mercu +50.15 m

Tinggi Tanggul 1 m

Pintu Pembilas Lebar Pintu Pembilas 0.83 m

Elevasi Dasar Pintu +47 m

Elevasi Mercu +50.15 

Page 31: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 31/42

Tinggi Saluran 2.5m

Kolam Penenang

Lebar Kolam 6 m

Panjang Kolam 4 m

Elevasi Ambang +47.9 cm

Turbin

Jenis Turbin Turbin Francis

Diameter 0.48 m

Kecepatan Spesifik 212 rpm

Elevasi Fondasi Turbin +12.00 m

 

Page 32: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 32/42

BENDUNG

50

KOLAM PENANGKAP

PASIR

40

30SALURAN PEMBAWA

20

FOREBAYS

4020 10

50 30 10

POWERTAIL RACE

HOUSE

DENAH TATA LETAK BANGUNANskala 1:30000

UNIVERSITAS GADJAH MADA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

TUGAS BANGUNAN

TENAGA AIR semester  ganjil

2011 / 2012

NAMA No. Mhs.

RIO HANUNG PRABOWO

ADITYA RISKI TAUFANI

RIFQI ANRA WIJAYA

34402

35210

35568

DOSEN

Prof. Dr. Ir. BAMBANG TRIATMODJO, DEA

CATATAN

GAMBAR SKALA

DENAH TATA LETAK

BANGUNAN1:30000

JUMLAH LEMBAR NO. LEMBAR

 

Page 33: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 33/42

POT 1-1

+ 48

+ 47

DENAH BENDUNGskala 1:500

UNIVERSITAS GADJAH MADA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

TUGAS BANGUNAN

TENAGA AIR semester  ganjil

2011 / 2012

NAMA No. Mhs.

RIO HANUNG PRABOWO

ADITYA RISKI TAUFANI

RIFQI ANRA WIJAYA

34402

35210

35568

DOSEN

Prof. Dr. Ir. BAMBANG TRIATMODJO, DEA

CATATAN

GAMBAR SKALA

DENAH BENDUNG 1:500

JUMLAH LEMBAR NO. LEMBAR

 

Page 34: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 34/42

+50.15

460

643 +.00

+45.00184

643

POT 1-1 BENDUNGskala 1:200

UNIVERSITAS GADJAH MADA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

TUGAS BANGUNAN

TENAGA AIR semester  ganjil

2011 / 2012

NAMA No. Mhs.

RIO HANUNG PRABOWO

ADITYA RISKI TAUFANI

RIFQI ANRA WIJAYA

34402

35210

35568

DOSEN

Prof. Dr. Ir. BAMBANG TRIATMODJO, DEA

CATATAN

GAMBAR SKALA

POT 1-1 BENDUNG 1:200

JUMLAH LEMBAR NO. LEMBAR

 

Page 35: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 35/42

UNIVERSITAS GADJAH MADA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

TUGAS BANGUNAN

TENAGA AIR semester  ganjil

2011 / 2012

200 POT A-A

400 900 400

10500

TAMPAK ATAS SAND TRAPskala 1:200

NAMA No. Mhs.

RIO HANUNG PRABOWO

ADITYA RISKI TAUFANI

RIFQI ANRA WIJAYA

34402

35210

35568

DOSEN

Prof. Dr. Ir. BAMBANG TRIATMODJO, DEA

CATATAN

GAMBAR SKALA

TAMPAK ATAS SAND

TRAP1:200

JUMLAH LEMBAR NO. LEMBAR

 

Page 36: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 36/42

UNIVERSITAS GADJAH MADA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

TUGAS BANGUNAN

TENAGA AIR semester  ganjil

2011 / 2012

250

150

10500

POTONGAN A-A SAND TRAPskala 1:200

NAMA No. Mhs.

RIO HANUNG PRABOWO

ADITYA RISKI TAUFANI

RIFQI ANRA WIJAYA

34402

35210

35568

DOSEN

Prof. Dr. Ir. BAMBANG TRIATMODJO, DEA

CATATAN

GAMBAR SKALA

POTONGAN A-A SAND

TRAP1:200

JUMLAH LEMBAR NO. LEMBAR

 

Page 37: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 37/42

200

PINTU INTAKEskala 1:50

130

UNIVERSITAS GADJAH MADA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

TUGAS BANGUNAN

TENAGA AIR semester  ganjil

2011 / 2012

NAMA No. Mhs.

RIO HANUNG PRABOWO

ADITYA RISKI TAUFANI

RIFQI ANRA WIJAYA

34402

35210

35568

DOSEN

Prof. Dr. Ir. BAMBANG TRIATMODJO, DEA

CATATAN

GAMBAR SKALA

PINTU INTAKE 1:50

JUMLAH LEMBAR NO. LEMBAR

 

Page 38: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 38/42

50

200

100

400

PENAMPANG SALURAN PENGANTARskala 1:50

UNIVERSITAS GADJAH MADA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

TUGAS BANGUNAN

TENAGA AIR semester  ganjil

2011 / 2012

NAMA No. Mhs.

RIO HANUNG PRABOWO

ADITYA RISKI TAUFANI

RIFQI ANRA WIJAYA

34402

35210

35568

DOSEN

Prof. Dr. Ir. BAMBANG TRIATMODJO, DEA

CATATAN

GAMBAR SKALA

PENAMPANG SALURAN

PENGANTAR1:50

JUMLAH LEMBAR NO. LEMBAR

 

Page 39: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 39/42

60

1.6000

POT I-I

100

400 560

200 400

TAMPAK ATAS FOREBAYSskala 1:100

UNIVERSITAS GADJAH MADA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

TUGAS BANGUNAN

TENAGA AIR semester  ganjil

2011 / 2012

NAMA No. Mhs.

RIO HANUNG PRABOWO

ADITYA RISKI TAUFANI

RIFQI ANRA WIJAYA

34402

35210

35568

DOSEN

Prof. Dr. Ir. BAMBANG TRIATMODJO, DEA

CATATAN

GAMBAR SKALA

TAMPAK ATAS

FOREBAYS

1:100

JUMLAH LEMBAR NO. LEMBAR

 

Page 40: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 40/42

400

200

160

60 240

POT I-I FOREBAYSskala 1:100

UNIVERSITAS GADJAH MADA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

TUGAS BANGUNAN

TENAGA AIR semester  ganjil

2011 / 2012

NAMA No. Mhs.

RIO HANUNG PRABOWO

ADITYA RISKI TAUFANI

RIFQI ANRA WIJAYA

34402

35210

35568

DOSEN

Prof. Dr. Ir. BAMBANG TRIATMODJO, DEA

CATATAN

GAMBAR SKALA

POT I-I FOREBAYS 1:100

JUMLAH LEMBAR NO. LEMBAR

  

Page 41: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 41/42

PIPA PENSTOCKKETERANGAN :

- PANJANG PIPA = 375 m

- DIAMETER PIPA = 1.6 m

skala 1:500 - TEBAL PENSTOK = 0.47 cm

UNIVERSITAS GADJAH MADA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

TUGAS BANGUNAN

TENAGA AIR semester  ganjil

2011 / 2012

NAMA No. Mhs.

RIO HANUNG PRABOWO

ADITYA RISKI TAUFANI

RIFQI ANRA WIJAYA

34402

35210

35568

DOSEN

Prof. Dr. Ir. BAMBANG TRIATMODJO, DEA

CATATAN

GAMBAR SKALA

PIPA PENSTOCK 1:500

JUMLAH LEMBAR NO. LEMBAR

PIPA PENSTOCKSkala 1: 500

 

Page 42: Perancangan Mikro Hidro

5/13/2018 Perancangan Mikro Hidro - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-mikro-hidro 42/42

+49.5

+12

+10

Elevasi Fondasi Turbinskala 1:100

UNIVERSITAS GADJAH MADA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

TUGAS BANGUNAN

TENAGA AIR semester  ganjil

2011 / 2012

NAMA No. Mhs.

RIO HANUNG PRABOWO

ADITYA RISKI TAUFANI

RIFQI ANRA WIJAYA

34402

35210

35568

DOSEN

Prof. Dr. Ir. BAMBANG TRIATMODJO, DEA

CATATAN

GAMBAR SKALA

ELEVASI FONDASI

TURBIN

1:100

JUMLAH LEMBAR NO. LEMBAR