PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA

MIKRO HIDRO ANDEMAN DESA SANANKERTO

KEC. TUREN

Skripsi

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik

Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

KHOIRIN NISSA

201410340311236

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

ii

LEMBAR PENGESAHAN

Judul : PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO

HIDRO ANDEMAN DESA SANANKERTO – KEC. TUREN

Nama : Khoirin Nissa

NIM : 201410340311236

Pada tanggal 10 Januari 2019 telah diujikan oleh tim penguji:

1. Ernawan Setyono, Ir, MT. :

2. Lourina Evanale Orfa, ST., M.Eng :

Disetujui:

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Suwignyo, MT. Dr.Ir. Sulianto, MT.

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Sipil

Ir. Rofikatul Karimah, MT.

iii

SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Khoirin Nissa

NIM : 201410340311236

Jurusan : TEKNIK SIPIL

Fakultas : TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Dengan ini menyatakan sebenar – benarnya bahwa:

Tugas Akhir dengan judul:

PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO

ANDEMAN DESA SANANKERTO – KEC. TUREN adalah hasil karya saya

dan bukan karya tulis orang lain. Dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya

ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik di

suatu Perguruan Tinggi dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis

atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali yang

secara tertulis dikutip dalam naskah ini disebutkan dalam sumber kutipan atau

daftar pustaka.

Demikian pernyataan yang saya buat dengan sebenarnya dan apabila pernyataan

ini tidak benar saya bersedia mendapat sanksi akademis.

Malang, 25 Mei 2019

Yang menyatakan,

Khoirin Nissa

iv

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala nikmat yang

diberikan dalam menyelesaikan tugas akhir ini, serta shalawat serta salam kepada

Nabi Muhammad SAW sebagai penerang dan panutan bagi umat manusia menuju

jalan yang benar yaitu di ridhai Allah SWT.

Pada tugas akhir saya yang berjudul PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK

TENAHA MIKRO HIDRO ANDEMAN DESA SANANKERTO – KEC. TUREN

yang diselesaikan untuk memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana

Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang, tentunya banyak kendala yang

terjadi dalam proses penyusunannya. Berkat bantuan dan dukungan yang diberikan

oleh berbagai pihak, sehingga saya dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini.

Oleh karena itu saya sampaikan terima kasih sebanyak - banyaknya kepada:

1. Ayah dan Ibuku yang selalu memberikan dukungan tanpa henti.

2. Bapak Ir. Suwignyo, MT selaku dosen pembimbing I dan Bapak Dr. Ir.

Sulianto, MT selaku dosen pembimbing II.

3. Bapak Ir. Ernawan Setyono, MT selaku dosen wali yang membimbing saya dari

semester awal hingga penyelesaian tugas akhir ini.

4. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT selaku ketua jurusan dan yang selalu

mengingatkan untuk segera semhas dan seluruh staf jurusan teknik sipil, staf

TU fakultas teknik, serta staf laboratorium teknik sipil.

5. Teman – teman seperjuangan awasida jaya Arina, Putri, dan Yela serta lainya

terkhusus perempuan - perempuan tangguh kelas sipil E dan kelas sipil A 2014

yang sering mengingatkan untuk semangat dalam pengerjaan tugas akhir ini.

6. Adik tingkat tersayang, Dewi, Selvi, dan Zahro yang sering terepoti dalam

pengerjaan tugas akhir ini.

7. Mas dan adik terbaik, Irfan Hanafi dan Muhammad Nadzif Haqqi yang selalu

senantiasa menemani setiap kali surfei pengambilan data.

8. Teruntuk semua orang yang mendo’akan saya untuk terus maju dan

berkembang menjadi lebih baik, sukses, dan bermanfaat.

Akhir kata sekali lagi saya ucapkan terima kasih. Saya mengharapkan kritik

dan saran pembaca demi kesempurnaan tugas akhir ini dan semoga tugas akhir ini

membawa manfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dibidang teknik sipil dan

ilmu teknik lainnya.

Malang,

Khoirin Nissa

vi

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... ii

SURAT PERNYATAAN ............................................................................... iii

KATA PENGANTAR .................................................................................... iv

ABSTRAK ...................................................................................................... v

DAFTAR ISI ................................................................................................... vi

DAFTAR TABEL .......................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... x

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ........................................................................................ 2

1.4 Tujuan Perencanaan ................................................................................... 3

1.5 Manfaat Perencanaan ................................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Energi Baru Terbarukan ............................................................................. 4

2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ................................................... 5

2.2.1 Definisi Sistem PLTMH ............................................................. 5

2.2.2 Syarat Perencanaan Komponen PLTMH .................................... 5

2.2.3 Data Penunjang Pembangunan PLTMH ..................................... 8

2.3 Desain Hidraulik Bangunan Sipil ............................................................. 10

2.3.1 Pintu Sorong ................................................................................ 10

2.3.2 Saluran Pembawa ........................................................................ 12

2.3.4 Forebay ...................................................................................... 13

2.3.5 Penstock ..................................................................................... 13

2.3.6 Tailrace ....................................................................................... 15

2.3.7 Power House ............................................................................... 15

vii

2.4 Perencanaan Turbin dan Pemilihan Generator........................................... 16

2.4.1 Pemilihan Tipe Turbin ............................................................... 16

2.4.2 Pemilihan Generator .................................................................. 18

2.4.3 Daya Pembangkit ....................................................................... 20

2.4.4 Kecepatan Spesifik Turbin ......................................................... 21

2.4.5 Perhitungan Runner Turbin ........................................................ 21

2.5 Perencanaan Struktur Bangunan Sipil ....................................................... 22

2.5.1 Saluran Pembawa ....................................................................... 22

2.5.2 Forebay ...................................................................................... 24

2.5.3 Penstock ..................................................................................... 26

2.5.4 Power House .............................................................................. 26

2.5.5 Tailrace ...................................................................................... 27

III METODE

3.1 Lokasi Penelitian ........................................................................................ 28

3.2 Denah dan Topografi Lokasi...................................................................... 28

3.3 Alat yang DIbutuhkan ................................................................................ 28

3.4 Data Perencanaan ...................................................................................... 29

3.4.1 Potensi Debit Aliran pada Saluran Irigasi .................................. 29

3.4.2 Data Tanah ................................................................................. 30

3.5 Tahap Perencanaan ................................................................................... 31

BAB IV ANALISA DATA PERENCANAAN

4.1 Analisa Data Penunjang

4.1.1 Tinggi Jatuh Hidrolis ................................................................. 33

4.1.2 Debit Pembangkit ....................................................................... 33

4.1.3 Data Tanah ................................................................................. 35

42 Desain Hidraulis Bangunan Sipil ............................................................... 35

4.2.1 Saluran Pembawa ....................................................................... 35

4.2.2 Pintu Sorong ............................................................................... 37

4.2.3 Forebay ...................................................................................... 38

viii

4.2.4 Penstock ..................................................................................... 38

4.2.5 Tailrace ...................................................................................... 39

4.2.6 Power House .............................................................................. 39

4.3 Perencanaan Tipe Turbin .......................................................................... 40

4.3.1 Tipe Turbin dan Generator ......................................................... 40

4.3.2 Daya Pembangkit ....................................................................... 40

4.3.3 Kecepatan Spesifik Turbin ......................................................... 41

4.3.4 Perhitungan Runner Turbin ........................................................ 41

4.4 Desain Struktur Bangunan Sipil ................................................................ 42

4.4.1 Saluran Pembawa ....................................................................... 42

4.4.2 Forebay ...................................................................................... 45

4.4.3 Power House .............................................................................. 84

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 89

5.2 Saran .......................................................................................................... 90

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 91

LAMPIRAN

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasifikasi Turbin ........................................................................... 16

Tabel 2.2 Pemilihan Generator Berdasarkan Pemakaian Daya ....................... 18

Tabel 2.3 Perbandingan Generator Sinkron dan Asinkron ............................. 19

Tabel 2.4 Interval Kecepatan Spesifik Masing - Masing Turbin ................... 21

Tabel 2.5 Desain Dimensi dan Penulangan Flume ........................................ 23

Tabel 2.6 Perhitungan Momen Plat 2 Arah Metode Amplop .......................... 25

Tabel 2.7 Perbandingan Bahan Pipa Pesat untuk Desain PLTHM ................. 26

Tabel 3.1 Data Hasil Pengukuran Potensi Debit Aliran PLTMH Andeman .. 29

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Debit PLTMH Andeman ................................... 33

Tabel 4.2 Rangkuman Hasil Pengujian Sampel Tanah ................................... 35

Tabel 4.3 Desain Dimensi dan Penulangan Flume ......................................... 53

Tabel 4.4 Momen Plat 2 Arah Metode Ampolp .............................................. 55

Tabel 4.5 Perencanaan Penulangan Plat Dinding dan Lantai Dasar Forebay . 77

Tabel 4.6 Perencanaan Penulangan pada Balok Forebay ................................ 77

Tabel 4.7 Berat Bangunan Struktur Forebay .................................................. 78

Tabel 4.8 Beban Akibat Gempa Struktur Forebay ......................................... 79

Tabel 4.9 Berat dan Tekanan Air yang Bekerja pada Struktur Forebay ......... 80

Tabel 4.10 Tekanan Tanah Aktif yang Bekerja pada Struktur Forebay ......... 80

Tabel 4.11 Tekanan Angkat (Uplift) yang Bekerja pada Struktur Forebay .... 80

Tabel 4.12 Hasil Perhitungan Momen ............................................................ 81

Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Momen ............................................................ 85

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Koefisien K untuk Debit Tenggelam ........................................... 11

Gambar 2.2 Koefisien Debit Masuk Pintu Datar atau Lengkung .................... 12

Gambar 2.3 Tabulasi Dimensi Hidraulis Elevated Flume ............................... 13

Gambar 2.4 Koefisien Kehilangan Energi Minor Karena Inlet ...................... 14

Gambar 2.5 Grafik Perencanaan Tipe Turbin .................................................. 17

Gambar 2.6 Grafik Efisiensi Masing – Masing Turbin ................................... 18

Gambar 2.7 Bentuk Energi pada Aliran Air pada Turbin Implus .................... 20

Gambar 2.8 Gambar Penampang Melintang Dimensi Elevated Flume ........... 23

Gambar 3.1 (a) Pengukuran Kecepatan Aliran Menggunakan Current Meter

(b) Pengukuran Kedalaman Air di Saluran Talang Besi ……..... 30

Gambar 3.2 (a) Proses Penggalian Lubang dan

(b) Pengukuran Kedalaman Lubang Galian Sedalam 50 cm.... ... 30

Gambar 3.3 Sampel Bongkahan Tanah yang Sudah Dimasukan Kedalam Kaleng

Cat Ukuran Medium ....................................................................................... 31

Gambar 3.4 Diagram Alir Perencanaan .......................................................... 32

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Debit dan Tinggi Jatuh untuk Menentukan Tipe

Turbin .............................................................................................................. 40

Gambar 4.2 Grafik Efisiensi Turbin ............................................................... 41

Gambar 4.3 Penampang Melintang Dimensi Elevates Flume ........................ 44

Gambar 4.4 Koefisien Momen dan Gaya Lintang Balok Menerus ................. 58

Gambar 4.5 Diagram Geser Balok Tipe A ...................................................... 62

Gambar 4.6 Diagram Geser Balok Tipe C ...................................................... 67

Gambar 4.7 Diagram Geser Balok Tipe B ...................................................... 75

Gambar 4.8 Penampang Melntang Pondasi Turbin ........................................ 84

91

DAFTAR PUSTAKA

Chinyere, Obinna Ajala., dkk. 2017. Technical Details for the Design of a

Penstock for Kuchigoro Small Hydro Project. American Journal of

Renewable anf Sustainable Energy vol. 3,No. 4, pp 27-35.

Dietzel, Fritz. 1980. Turbinen, Pumpen, und Verdichter. Wurzburg: Vogel –

Verlag.

Jasa, Lie., dkk. 2017. Mikro Hidro :Strategi Memanfaatkan Energi Murah dan

Ramah Lingkungan. Yogyakarta: TEKNOSAIN

IMIDAP. 2009A. Pedoman Studi Kelayakan Hidrologi. Jakarta: Dirjen ESDM.

IMIDAP. 2009B. Pedoman Studi Kelayakan Sipil. Jakarta: Dirjen ESDM.

IMIDAP. 2009C. Pedoman Studi Kelayakan Mekanikal dan Elektrikal. Jakarta:

Dirjen ESDM.

IMIDAP. 2008. Pedoman Teknis Standarisasi Peralatan dan Komponen

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro. Jakarta: Dirjen ESDM.

LH, Ir. Shirley. 1994. Penuntun Praktis Geoteknik dan Mekanika Tanah.

Bandung: Nova

Menteri ESDM. 2016.”Program Strategis EBTKE dan Ketenagalistrikan”. Jurnal

Energi Media Komunikasi Kementrian ESDM edisi 02.

Nasir, Bilal Abdullah. 2014. Design Considerations of Mirco-Hydro-Electric

Power Plat. The International Conference on Technologies and Materials

for Renewable Energy, Environment, and Sustainability, TMREES14 pp

19-29.

Anonim. 2013. Standard Perencanaan Irigasi KP 04 & 06. Jakarta: Dirjen

Sumber Daya Air – Direktorat Irigasi dan Rawa.

Pd T-14-2014-A. Analisa Stabilitas Bendungan Tipe Urugan Akibat Beban

Gempa.

Penche, Celso., Minas, Ingeniero de., 1998. Layman’s Guidebook on How to

Develope a Small Hydro Site. Bruselas, Be’lgica: European Commision.

Ramos, Helena ., dkk. 2000. Guidelines of Design Small Hydropower Plants.

WREAN dan DED.

Rusdianto, Yunan. 2005. Analisa dan Perencanaan Beton Bertulang. Malang:

Fak.Teknik Sipil UMM.

SNI 03 – 2847 – 2013. Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung.

92

SNI 8066 – 2015. Tata Cara Pengukuran Debit Aliran Sungai/Saluran Terbuka

dengan Alat Ukur Arus dan Pelampung.

Suwignyo, Ilyas Masudin, dan Ali Mokhtar. 2017. Perencanaan Pembuatan

Turbin Propeller untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro

(PLTMH). Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan V pp: A 61 –

A 66.

Wesley, L. D. 1977. Mekanika Tanah. Jakarta: Badan Penerbit Pekerjaan Umum.

Win, Zar Ni Tin., dkk. 2016. Design, Construction and Performance Test of

Cross-Flow Turbine. International Conference. Pataya, Thailand.