TUGAS AKHIR – RC 09 1380

PERENCANAAN PUSAT LISTRIK TENAGA MINI HIDRO PERKEBUNAN ZEELANDIA PTPN XII JEMBER DENGAN MEMANFAATKAN ALIRAN KALI SUKO

Taufan Andrian PutraNRP 3109 100 078

Dosen Pembimbing:Prof. Dr. Ir. Nadjaji Anwar, M.Sc.Ir. Abdullah Hidayat SA, MT

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2013

Agenda:

1.Pendahuluan

2. Metodologi

3. Analisis dan Desain

4.Kesimpulan

LATAR BELAKANG

Perkebunan Zeelandia PTPN XII Jember terletak di desaPatemon, Kecamatan Tanggul, Kabupaten Jember

Kondisi eksisting suplai listrikPerkebunan :-PLTMH Kali Suko I-Diesel Genset-PLN

Perkebunan Zeelandia

Gambar 1.1 Peta Lokasi StudiSumber : Peta RBI

LATAR BELAKANG

Kondisi eksisting Daerah AliranSungai “Kali Suko” :-Luas DAS + 17,90 km2

-Panjang Sungai 10,50 km-Variasi Debit Antara 0,139 m3/dt Hingga 0,477 m3/dt (intake rencana)

-Intake direncanakan pada koordinatS. 08° 05’ 17,9” dan E. 113° 28’ 12,3”pada elevasi +402 m dari permukaanlaut.

Gambar 1.2 Peta Batas DAS Kali SukoSumber : Arsip PTPN XII Jember, Jawa Timur

PERUMUSAN MASALAHPerumusan masalah yang ditinjaudalam Tugas Akhir ini adalah sebagaiberikut:

1. Besar potensi yang dihasilkanaliran Kali Suko

2. Desain bangunan pembangkit3. Besar daya listrik yang dihasilkan

Gambar 1.3 Ilustrasi Tipikal PLTMHSumber : Feasibility Study PLTMH Kali Suko II

TUJUAN

Mengetahui besar potensi yang dihasilkan aliran Kali Suko yang akan digunakan sebagai PLTMH

Dapat menentukan desain bangunan pembangkit yang sesuai untuk PLTMH Kali Suko II, Jember

Mengetahui besar daya listrik yang paling optimal yang dapat dihasilkan dari perencanaan PLTMH Kali Suko II, Jember

BATASAN MASALAH

Tidak mengkaji bagian Mechanical-electrical dariPLTMH Kali Suko II, Jember

Tidak merencanakan kendali muatan elektronis danpendistribusian listrik.

Data-data sekunder yang digunakan dalamPerencanaan diperoleh dari Instansi Terkait.

Tidak memperhitungkan rencana anggaran biayadalam proses pembangunannya.

Tidak memperhitungkan nilai keekonomian atasdibangunnya PLTMH Kali Suko II, Jember.

ANALISA DAN

DESAIN

METODOLOGI

Gambar 2.1 Diagram Alir

ANALISA DEBIT

Tabel 2.1 Debit Harian Selama 144 Bulan

Tabel 2.2 Analisa Debit MOCK

BASE FLOW = 0.303 m3/dt

Gambar 3.1 Grafik Debit

DURATION CURVE

Gambar 3.2 Duration Curve

Q-80% = 0.8 m3/dt

SALURAN PENGAMBILAN

Direncanakan:Koefisien manning n = 0.02 mLebar saluran b = 0.6 mTinggi saluran h = 0.75 mKemiringan I = 1%

Diikuti saluran pengarah denganspesifikasi yang sama

PELIMPAH SAMPING

Pelimpah samping direncanakan satu alur dengansaluran sebelum bak pengendap sedimen:Debit rencana Q = 0.80 m3/dtKoefesien debit Cd = 1,03percepatan gravitasi g = 9,81 m/dt2

tinggi Head H = 0.3 m

Sehingga didapat:Lebar B sebesar = 2.8 m.

BAK PENGENDAP SEDIMEN

Dengan Diameter Ijin Sedimen untuk PLTA Tekanan Tinggi = 0.05 mmDirencanakan lebih kecil dari kecepatan kritis pada sedimen ijin yaitu 0.114 m/dt.Sehingga kecepatan dalam bak pengendap (Vn) = 0.11 m/dt

Debit rencana Q = 0.80 m3/dtKoefesien manning n = 0.02Tinggi air rencana h = 1.3 m Kecepatan V = 0.11 m/dtKecepatan turun butir ω = 0.01 m/dt

DIDAPATLebar bak b = 3.4 mPanjang Bak = 14.3 m

KANTONG PASIR

Dengan menjaga aliran tetap dalamkondisi sub-kritis didapat dimensikantong pasir:

Kecepatan pembilas V = 2 m/dtKoefesien manning n = 0.02Kemiringan I = 1.4%Kedalaman h = 0.65 m Lebar bak b = 0.6 m

SALURAN PENGARAH

Setiap bangunan bangunan tersebutdihubungkan dengan saluran pengarahmengikuti kontur dengan spesifikasi:

PERENCANAAN MOL(Minimum Operational Level)

Dari hasil perencanaan pipa pesat, dengan:Diameter = 0.7 mThickness = 5 mmDidapat:

MOL = 1.03 mDimana ketinggian air saat:

Debit Andalan = 1.98 mDebit Minimum = 1.31 m

Pada kondisi bak penenang direncanakan dengan lebar dasar b = k

TEGANGAN PIPA PESAT

0

12

3

4

5

Bentuk eksisting pipa pesat

TEGANGAN PIPA PESAT

TEGANGAN PIPA PESAT

TEGANGAN PIPA PESAT

TEGANGAN PIPA PESAT

TEGANGAN PIPA PESAT

MENGHITUNG BESARNYA KEHILANGAN ENERGI

Pada praktik dilapangan, head yangtersedia mengalami kehilangan energi.

PADA SEGMEN SEBELUM TANGKI PEREDAM

Kehilangan energi akibat saringan= 0.04 mKehilangan energi akibat entrance= 0.0063 mKehilangan energi akibat gesekan sepanjang pipa= 0.12 m

WATER HAMMER

25% dari tinggi tekanan hidrostatik

TANGKI PEREDAMDirencanakan dengan diameter 1 m

dengan:

Upswing = 2.215 mDownswing = 1.928 m

MENGHITUNG BESARNYA KEHILANGAN ENERGI

Pada praktik dilapangan, head yangtersedia mengalami kehilangan energi.

PADA SEGMEN SETELAH TANGKI PEREDAM

Downswing Surge tank= 1.928 mKehilangan energi akibat 4 belokan= 4x 0.0176 = 0.07 mKehilangan energi akibat gesekan sepanjang pipa= 1.15 m

PEMILIHAN TURBINDebit Andalan = 0.8 m3Head Netto = 148.42 m

Dipilih:Turbin Pelton

Daya dan EnergiQ80 = 0.8 m3/dtQ90 = 0.62 m3/dtQ100= 0.5 m3/dtSehingga daya terpasangP80 = Dengan: Ση = ηt x ηg x ηtr

= 0.88 x 0.95 x 0.95= 0.79

Daya dan Energi

KESIMPULAN

• Pusat Listrik Tenaga Minihidro merupakan alternative yang sesuai untukmengatasi kekurangan energi yang terjadi. Desain perencanaan PLTMH di afdeling Kali Suko, perkebunan Zeelandia PT PN XII, Jember adalahsebagai berikut:

• Analisa debit• Berdasarkan pengolahan data sekunder, data intensitas hujan bulanan

rata-rata, didapat debit andalan yang akan digunakan sebagai PLTMH adalah sebesar 800 liter/detik.

• Kapasitas tenaga air• Sesuai dengan beda elevasi pada topografi Kali Suko, dan telah

dikurangi dengan kehilangan energy yang terjadi, maka didapat tinggienergi sebesar 148.42 m dan menghasilkan energi sebesar 7769660.71 kWh per tahun.