pltmh ciasihan pamijahan bogor (tidak dipresentasikan)

7/26/2019 Pltmh Ciasihan Pamijahan Bogor (Tidak Dipresentasikan)

http://slidepdf.com/reader/full/pltmh-ciasihan-pamijahan-bogor-tidak-dipresentasikan 1/60

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Komsumsi akan tenaga listrik dari tahun ke tahun terus mengalami

peningkatan dengan pertumbuhan rata-rata sekitar 7% per tahun.

Sementara itu pengembangan sarana dan prasarana ketenagalistrikan

khususnya penambahan kapasitas pembangkit listrik dalam kurun waktu

hanya tumbuh rata-rata sebesar 4,4% per tahun (Kementrian ES!,

"#1$. Ketidakseimbangan antara permintaan dengan penyediaan tenaga

listrik tersebut, mengakibatkan kekurangan pasokan tenaga listrik di

beberapa wilayah di &ndonesia.

Kebutuhan tenaga listrik di &ndonesia rata-rata masih berasal dari

pembangkit listrik berbahan bakar 'osil. !inyak bumi masih menduduki

peringkat tertinggi, yaitu $1,%. )as alam menduduki tingkat kedua,

yakni "*,$7%. Sisanya dipasok dari energi minyak sebesar 1$,+4% dan

energi terbarukan 4,4+%.

ukan hanya energi saa yang dihasilkan dari bahan bakar 'osil

tetapi uga unsur gas yang mengandung karbon ( yang menadi salah

satu penyebab meningkatnya suhu permukaan bumi (Kementrian ES!,

"#1$.

/ntuk meningkatkan mutu kehidupan dan pertumbuhan ekonomi

pedesaan, energi listrik memiliki peranan yang sangat penting.

Ketersediaan energi listrik di pedesaan sebagai salah satu bentuk energi

yang siap pakai, selain untuk penerangan tentu saa akan mendorong



"

peningkatan sarana pendidikan,kesehatan dan keamanan lingkungan serta

dapat meningkatkan penyediaan lapangan kera baru.

Kurangnya sarana pembangkit listrik untuk memenuhi kebutuhan,

serta pembangkit listrik yang masih menggunakan energi 'osil membuat

para peneliti men0ari sumber energi listrik baru yang dapat memenuhi

kebutuhan masyarakat dan ramah lingkungan. abel 1.1 memberikan data

aktual kondisi konsumsi energi tidak terbarukan di &ndonesia.

abel 1.1 2otensi Energi idak erbarukan

3o enis EnergiSumber

ayaadangan

adanga

n2roduks

i

5asio

2otensial erbukti (ahun

1

!inyak

umi 1$1 7.4 +. #."** "

(miliar barel 1+

")as umi

4*7 146.+ 1##.+ ".67$#

(S +4

+atubara

1"#.$ - +1.+$ #.4+$ 7"(miliar ton

4!

4$+ - - - -(S

$Shale )as

$74 - - - -(S

Sumber 8 Kementrian Energi Sumber aya !ineral (KES!, "#1$

Selain menggunakan bahan bakar 'osil berbagai pembangkit listrik

di &ndonesia uga sudah mulai menggunakan energi terbarukan namun

masih dalam umlah terbatas. erdasarkan data Kementrian Energi dan

Sumber aya !ineral (KES! pada tahun "#1$, rasio pembangkit

berbahan bakar 'osil men0apai sekitar 76%.

2roses pengembangan energi baru terbarukan di &ndonesia masih

beralan lambat hal ini karena masih tingginya ketergantungan pada



+

sumber energi 'osil seperti minyak bumi, gas dan batu bara. isamping itu

pemerintah terus memberikan subsidi terhadap energi 'osil yang

0enderung terus naik setiap tahunnya.

erdasarkan banyak penelitian ditunukkan bahwa sebagian besar

man'aat subsidi ustru dinikmati oleh golongan berpendapatan tinggi atau

mampu. Karena subsidi bahan bakar dialankan berdasarkan hitungan

liter, dan tidak didasarkan pada perbedaan penghasilan, maka kalangan

yang paling banyak menggunakan bahan bakarlah yang paling

mendapatkan man'aat paling banyak dari subsidi.

9gar penyediaan listrik di daerah terpen0il dapat tetap dilakukan,

energi terbarukan dapat diman'aatkan sebagai sumber energi pembangkit

listrik. 2eman'aatan energi terbarukan untuk pembangkit listrik di

&ndonesia meliputi energi hidro, energi panas bumi, energi biomassa,

energi surya, energi angin dan hybrid, energi samudera, dan energi

uranium.



4

ata biaya besar subsidi yang diberikan pemerintah untuk berbagai

enis subsidi energi ter0antum dalam data tabel 1.".

abel 1." iaya Subsidi 2emerintah 2usat ahun "#1# : "#14

(dalam triliun rupiah

umlah penduduk &ndonesia pada tahun "#1$ men0apai "$4 uta

iwa atau meningkat rata-rata sebesar 1,$1% per tahun seak tahun "#1+.

2ada saat ini sekitar $% penduduk tinggal di wilayah perkotaan.

Sedangkan produk domestik bruto (2 pada tahun "#1" men0apai ".16

triliun 5upiah (harga konstan tahun "### dengan lau pertumbuhan 2

rata-rata selama 1" tahun terakhir men0apai $.#4% (22, "#1$

2ada tahun "#1$, pertumbuhan ekonomi nasional men0apai sebesar

4.76% per tahun yang lebih rendah dari pertumbuhan pada tahun "#14

yakni sebesar $.#1%. erdasarkan asumsi diatas dibutuhkan

pengembangan energi alternati' untuk mengurangi penggunaan !

enis Subsidiahun ahun ahun ahun ahun

"#1# "#11 "#1" "#1+ "#14

Subsidi ;istrik $*,11 6+,1* 1#+,++ 1#1,"1 *$,7$

Subsidi ahan *",+$ 1$,1 "11,6# "1#,## ""6,##

akar !inyak, ;2)

dan ahan akar

3abati

otal 14#,4 "$*,+4 +1$,"+ +11,"1 +14,7$



$

(bahan bakar minyak baik di sektor transportasi maupun sektor industri.

alam tabel diatas terlihat prospek berbagai enis energi terbarukan

sebagai bahan bakar pengganti bahan bakar 'osil seperti solar untuk

pengembangan perkebunan energi berbasis kelapa sawit, prospek 3)

sebagai bahan bakar pengganti bensin dan prospek pengembangan

bioetanol misalnya. <al ini menimbulkan ketidakseimbangan permintaan

dan penawaran, akibatnya harga minyak dunia ber'luktuasi. unia pun

men0ari alternati' baru untuk mengatasi ketergantungan pada ! 'osil

tersebut.

2ada saat ini &ndonesia uga mengalami keadaan tersebut. alam

skala besar &ndonesia masih mengandalkan ! untuk memasok

kebutuhan dalam negeri sayangnya sebagian ! masih harus diimpor.

2adahal &ndonesia mempunyai potensi yang besar dengan energi yang

terbarukan seperti panas bumi, tenaga air, tenaga surya, tenaga angin dan

hybrid, dan biomassa.

2enggunaan dan eksploitasi energi terbarukan tersebut yang berasal

dari tenaga air, tenaga surya, dan tenaga angin masih terbatas. Seperti

tenaga air yang bisa kita ketahui &ndonesia mempunyai potensi yang 0ukup

besar dan masih diman'aatkan hanya 1#,*1% dari potensi sebesar 7$,###

!= (KES!, "#1$.

2enggunaan energi yang terbarukan lainnya belum besar ke0uali

tenaga air, karena biaya produksinya masih belum berkompetiti'

dibandingkan dengan energi kon>ensional lainnya. 2ada umumnya harga

listrik yang dihasilkan atau dibangkitkan oleh 2;S, 2;, dan



)eothermal, energi terbarukan lainnya masih mempunyai harga yang

lebih tinggi daripada listrik yang dibangkitkan dengan ! (bersubsidi

ke0uali pembangkit listrik tipe 2;9.

2ada table 1.+ dibawah ini diberikan data potensi energi terbarukan

yang masih dapat dikembangkan di &ndonesia.

abel 1.+ 2otensi energi terbarukan di &ndonesia

3o Energi erbarukan aya Keluaran Kapasitas 2eman'aatan

1 <idro 7$.### != *.111 != 1#,*1%

" 2anas umi "*.61# != 1.4#+,$ != 4,6 %

+ iomassa +".### != 1.74#,4 !=

4 Surya 4,*# k=h?m"?day 71,#" !=

$ 9ngin dan <ybrid + - m?s +,#7 !=

Samudera 46 )=@@@ #,#1 !=4@@@@

7 /ranium +.### !=@ +# !=@@

@

di Kalan, Kalimantan arat@@ Sebagai pusat penelitian, non-energi

@@@ Sumber ewan Energi 3asional

@@@@ 2rototype 22

Energi terbarukan memainkan peran penting dalam pengembangan

pembangunan, terutama untuk memperkuat ketahanan energi. Saat ini

&ndonesia baru mengeksploitasi sekitar $% dari kapasitas energi

terbarukan. 2emerintah berupaya keras untuk memper0epat eksploitasi

energi terbarukan dan meningkatkan penggunaan energi terbarukan

sebagai energi primer hingga menadi "+% pada tahun "#"$.

Sampai pada akhir tahun "#1$ &ndonesia menghasilkan emisi A"

4+$,$ !t atau 4,$% dari seluruh emisi di dunia. Emisi dari sektor energi



7

menyumbang "$% dari seluruh emisi A", di mana 4",1% berasal dari

pembangkit listrikB "1,% industri manu'aktur dan konstruksiB "6,$%

berasal dari transportasi dan ,*% perumahan, komersial, layanan publik,

pertanian dan kehutanan. arget pengurangan emisi A" se0ara sukarela

"% dan 41% dengan bantuan internasional tahun "#"#.

erdasarkan data ES!, total konsumsi listrik domestik men0apai

1** =h pada tahun "#1+ atau meningkat sekitar 4#% dari tahun "##6.

Konsumsi listrik diperkirakan akan terus meningkat hingga "*7 =h pada

tahun "#1* dan +* =h pada tahun "#"", dengan rata-rata pertumbuhan

per tahun *,+%. Sektor rumah tangga merupakan konsumen listrik terbesar

dengan pembagian 41% dari total konsumsi, diikuti industri (+4%,

komersial (16% dan pelayanan publik (%. awa-ali mengkonsumsi

listrik 144 =h (77% konsumsi pada tahun "#1+. Share penggunaan

bahan bakar untuk pembangkit listrik yaitu8 batu bara ($"%, gas bumi

("4%, ! (1+%, hydro(*% dan panas bumi (4% (Statistik EKE,

"#14.

erdasarkan pertimbangan diatas, pembangkit tenaga air sangat

0o0ok dilakukan pengembangan, pembangunan ini memerlukan banyak

pertimbangan sehingga perlu diselidiki kemungkinan lokasi yang paling

layak se0ara teknis maupun ekonomi.

2embangkit ;istrik !ikro <idro (2;!< adalah pembangkit

listrik skala ke0il yang menggunakan energi air sebagai penggeraknya,

misalnya saluran irigasi, sungai atau air terun dengan 0ara meman'aatkan

tinggi terunnya (head dan umlah debit airnya. Kondisi air yang bisa



*

diman'aatkan sebagai sebagai sumber daya penghasil listrik memiliki

kapasitas aliran maupun ketinggian tertentu. Semakin besar kapasitas

aliran maupun ketinggiannya maka semakin besar energi yang bisa

diman'aatkan untuk menghasilkan energi listrik (2en0he C !inas, 166*.

!ikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi

pembangkit listrik yang menggunakan air dengan kapasitas daya yang

dihasilkan berkisar mulai beberapa ratus watt sampai 1## k=. Sedangkan

bila daya yang dihasilkan berkisar antara 1## k= sampai 1 != instalasi

tersebut dapat digolongkan sebagai minihidro. 2arameter penting dalam

pengembangan suatu 2embangkit ;istrik enaga !ikro?!inihidro

(2;!< adalah kapasitas aliran air (debit dan tinggi atuh (head dari

sungai yang akan dikembangkan menadi 2;!<.

ahap awal pengembangan pembangkit listrik mikro?minihidro

tersebut dimulai dengan mengadakan sur>ei lapangan untuk mengetahui

potensi sungai yang akan dikembangkan menadi 2;!<.

esa iasihan merupakan bagian dari Ke0amatan 2amiahan,

Kabupaten ogor, awa arat. erdasarkan data 2S ("#1$, esa

iasihan berdiri diatas lahan seluas 4$6.#4" ha?m," terbagi atas $$

ha?m" luas permukiman, sementara luas persawahan men0apai +4" ha?m",

sisanya adalah perkebunan, pemakaman, dan sebagainya.

Sebelah timur esa iasihan berbatasan dengan esa )unung

Sari, Sebelah arat dengan esa iasmara, Sebelah utara dengan esa

ibitung Kulon, sementara sebelah selatan merupakan batas Ke0amatan



6

2amiahan. esa iasihan terdiri atas 6 5= dan $1 5. Kabupaten ogori

sendiri termasuk wilayah yang berpotensi untuk pembangunan 2;!<.

Kabupaten ogor memiliki 0urah huan yang besar dengan rata-

rata 0urah huan "$##-### mm?tahun dan sungai-sungai yang mengalir

sepanang tahun (!K), "#1. Sebagian wilayah Kabupaten ogor

memiliki bentuk medan dan lereng yang 0ukup besar untuk menghasilkan

energi yang aliran sungai yang akan diubah menadi pasokan daya listrik

pada proses 2;!<. Kondisi topogra'inya memiliki bentuk medan datar

(lereng #-"% sekitar 1",4 %, berombak sampai bergelombang (lereng "-

1$% sekitar $4,$%, bergelombang sampai berbukit (lereng 1$ - 4#%

sekitar "6,6%, dan berbukit sampai bergunung (lereng D 4# % sekitar +,"

% dari luas wilayah Kabupaten ogor (2S, "#1$.

/ntuk dapat melakukan sur>ei tersebut perlu dilakukan beberapa

persiapan yang matang sehingga sur>ei dapat dilaksanakan dengan baik

dengan hasil sesuai yang diharapkan.

1.2 Identifikasi Masalah

2erkembangan listrik didaerah pedesaan atau tempat terpen0il yang

belum dapat diakses penuh oleh aringan listrik interkoneksi 2;3 masih

tergantung pada pemakaian mesin diesel. !inat terhadap mesin diesel

telah mengalami penurunan akhir-akhir ini, karena biaya operasional

terutama harga bahan bakar yang terus meningkat dan kekurangan :

kekurangan lainnya yang tidak dapat diabaikan, misalnya, pemadaman

berkala, biaya kebutuhan pemeliharaan dan kesulitan yang dialami oleh

para sta' dalam melakukan pengiriman bahan bakar yang disebabkan oleh



1#

keadaan alan desa yang belum memadai dan arak yang 0ukup auh dari

agen penyuplai.

2embangkit ;istrik enaga !ikro <ikdro (2;!< merupakan

salah satu bentuk energi alternati' yang sangat mungkin untuk

dikembangkan di negara - negara dengan sumber air yang tersebar luas,

misalnya &ndonesia. i daerah pedesaan umumnya terdapat saluran irigasi

yang utama ber'ungsi untuk mengairi sawah dan uga berpotensi untuk

digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik.

1.3 Perumusan Masalah

erdasarkan identi'ikasi diatas, maka mun0ul pertanyaan masalah

sebagai berikut 8

1. agaimana kondisi 'isik lokasi potensial untuk 2;!< di Sungai

iasihan

". agaimana daya potensial listrik yang dihasilkan oleh 2;!< di

Kabupaten ogor

2ada sistem pembangkit listrik tenaga air skala mikrohidro di

&ndonesia banyak pilihan dan untuk aplikasi pada sungai iasihan adalah

sistem turbin 0ross'low. 2eren0anaan sistem turbin ini sangatlah penting

untuk dilakukan sebelum nantinya dapat diimplementasikan pada sungai

iasihan.

1. Batasan Masalah

Studi potensi dan peman'aatan air sungai iasihan Kabupaten

ogor ini terdapat batasan-batasan masalah yaitu 8

1. 2embangkit ;istrik enaga !ikro <idro dide'inisikan sebagai instalasi

yang mampu menghasilkan daya listrik skala ke0il, menggunakan



11

tenaga aliran sungai. !odel 2;!< yang biasa digunakan adalah

model run off river , dimana parameter yang paling utama adalah debit

aliran dan nilai lereng aliran sungai.". ;okasi potensial untuk pembangunan 2;!< adalah lokasi yang

memiliki kondisi 'isik dan sosial ekonomi yang mendukung untuk

pembangunan 2;!< dengan berdasarkan kaian-kaian.

+. Fariabel kondisi 'isik dalam penelitian ini adalah nilai yang diperoleh

dari proses perhitungan, dengan 'aktor utama debit aliran sungai dan

lereng aliran.

4. Fariabel kondisi sosial ekonomi yaitu arak lokasi potensial dengan

permukiman, desa kurang listrik dan sebaran lokasi di kawasan

lindung?non lindung.

1.! "u#uan Penelitian

uuan dari penelitian ini diharapkan memberikan in'ormasi

sebaran lokasi potensial untuk 2;!< iasihan. isamping itu studi

kelayakan 2;!< ini mempunyai tuuan yaitu menghasilkan suatu kaian

potensi energi listrik yang terkandung pada aliran sungai iasihan

Kabupaten ogor, awa arat. erdasarkan kaian-kaian studi kelayakan

2;!< iasihan diharapkan peman'aatan sungai akan lebih optimal

apabila ketersediaan air diman'aatkan dalam hal selain air baku.

BAB II



1"

"IN$AUAN PU%"A&A

2.1 Elektrifikasi Desa

Elektri'ikasi suatu desa merupakan sebuah proses penyediaan

layanan listrik untuk daerah pedesaan. 2ada umumnya daerah dengan

tingkat populasi masyarakat yang sedikit dimana mata pen0aharian mereka

dominannya adalah pertanian, peternakan, dan perkebunan. Elektri'ikasi

ini akan sangat menseahterakan masyarakat pedalaman, dimana akan

meningkatkan kualitas hidup mereka dan uga akan meningkatkan

tingkat keamanan, produkti'itas, in'ormasi, kesehatan, hiburan, dan

pendidikan. seperti yang telah kita ketahui bahwa di negara &ndonesia ini,

masih banyak daerah-daerah terpen0il yang belum pernah menikmati

penerangan, ini karena kemampuan pembangkit-pembangkit listrik

yang masih terbatas dan auhnya arak antara populasi dengan pembangkit

listrik sehingga listrik tidak bisa sampai ke pedalaman?pedesaan.

2.2 Pem'delan Pem(angkitan Energi Listrik

2embangkitan daya listrik sebagaian besar dilakukan dengan 0ara

memutar generator sinkron sehingga didapat tenaga listrik dengan

tegangan bolak balik tiga 'asa. Energi mekanik yang diperlukan untuk

memutar generator sinkron didapat dari mesin penggerak generator atau

penggerak mula ( prime mover .

!esin penggerak generator dalam praktiknya banyak digunakan

mesin diesel, turbin uap, turbin air dan turbin gas. Energi yang didapat

mesin-mesin penggerak generator ini didapat dari 8

1. 2roses pembakaran bahan bakar (untuk mesin-mesin termal.

". 9ir terun (untuk turbin air



1+

engan demikian mesin penggerak generator sesungguhnya

melakukan kon>ersi energi primer menadi energi mekanik penggerak

generator.

2.3 P'tensi "enaga Air

9ir merupakan sumber energi yang e'ekti' dan relati' mudah

didapat, karena pada air tersimpan energi potensial (pada air atuh dan

energi kinetik (pada air mengalir. enaga air adalah energi yang

diperoleh dari air yang mengalir. Energi yang dimiliki air dapat

diman'aatkan dan digunakan dalam wuud energi mekanis maupun energi

listrik. 2eman'aatan energi air banyak dilakukan dengan menggunakan

kin0ir air atau turbin air yang meman'aatkan adanya suatu air terun atau

aliran air di sungai.

esarnya tenaga air yang tersedia dari suatu sumber air bergantung

pada besarnya head dan debit air. alam hubungan dengan reser>oir air

maka head adalah beda ketinggian antara muka air pada reser>oir dengan

muka air keluar dari kin0ir air?turbin air.

2. Pem(angkit Listrik Mikr' Hidr' M'del Run Off River

Sebuah 2embangkit ;istrik enaga !ikrohidro (2;!< adalah

pembangkit listrik skala ke0il yang meman'aatkan energi air sebagai

penggeraknya, misalnya sungai atau air terun dengan 0ara meman'aatkan

tinggi terunnya (head , lereng dan umlah debit airnya. Kondisi air yang

bisa diman'aatkan sebagai sebagai sumberdaya penghasil listrik memiliki

kapasitas aliran maupun ketinggian dan lereng tertentu.



14

Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggian dan lerengnya

maka semakin besar energi yang bisa diman'aatkan untuk menghasilkan

energi listrik. idak semua aliran sungai dapat digunakan sebagai 2;!<

dengan model Run Off River . !odel Run Off River mensyaratkan sungai

yang mempunyai debit konsisten atau relati' konstan dalam periode waktu

tertentu. Keberlangsungan aliran sungai menadi hal yang paling utama

untuk menghasilkan listrik yang konstan sepanang tahun dalam model

Run Off River . aktor debit yang relati' konstan dan lereng yang 0ukup

menadi modal utama untuk menghasilkan energi listrik.

2embangkit ;istrik enaga !ikro <idro ini bekera dengan 0ara

meman'aatkan semaksimal mungkin energi potensial air. Energi ini se0ara

perlahan diubah menadi energi kinetik saat melalui nozzle yang

ditembakkan untuk memutar sudu-sudu turbin. Energi mekanis dari

putaran turbin akhirnya diubah menadi energi listrik melalui putaran

generator, karena besar tenaga air yang tersedia dari suatu sumber air

bergantung pada tinggi atuh?lereng dan debit air, maka total energi yang

tersedia dari suatu reser>oir air merupakan energi potensial air.

2;!< dengan model Run Off River mempunyai kelebihan dalam

hal biaya operasi yang rendah ika dibandingkan dengan 2embangkit

;istrik enaga iesel (2;, karena 2;!< ini meman'aatkan energi

sumber daya alam yang dapat diperbarui, yaitu sumber daya air.

engan ukurannya yang ke0il penerapan mikro hidro relati' mudah

dan tidak merusak lingkungan. 5entang penggunaannya 0ukup luas,



1$

terutama untuk menggerakkan peralatan atau mesin-mesin yang tidak

memerlukan persyaratan stabilitas tegangan yang akurat.

9nalisa hidrologi hidrologi sangat diperlukan dalam meren0anakan

2;!< model Run Off River ,yaitu untuk menentukan debit andalan dan

debit pembangkit yang diperlukan untuk menentukan kapasitas dan energi

yang dihasilkan oleh 2;!< tersebut.

2.! &ele(ihan dan &elemahan "ekn'l'gi PL"MH

alam buku yang dituliskan oleh !.! andekar (1661, mengenai

langkah pembangunan 2;!<, dituliskan beberapa kelebihan dan

kelemahan 2;!< bagi masyarakat.

Kelebihan 2;!< 8

1. eknologi 2;!< ini meman'aatkan sumber daya yang terbarukan,

maka biaya operasi dan pemeliharaannya lebih rendah dibandingkan

dengan mesin diesel yang menggunakan energi 'osil (!.

". o0ok digunakan di wilayah yang susah untuk dibangun instalasi

listrik seperti pegunungan yang memiliki wilayah dengan lereng yang

teral.

+. 2enerapannya relati' mudah dan ramah lingkungan, tidak

menimbulkan polusi udara dan suara.

4. E'isiensinya tinggi.

$. 9pabila teknologi ini di gunakan untuk memutar pompa air, aman

karena pompa tidak digerakan dengan motor listrik. isamping itu

e'isiensinya menadi lebih baik.

. !asyarakat yang menikmati man'aat 2;!< dapat membantu

menaga kondisi lingkungan daerah tangkapan airnya.

Kekurangan 2;!< 8



1

1. ika pelanggan yang menggunakan listrik berlebih, maka kualitas

listrik menurun dan membahayakan peralatan.

". <anya wilayah tertentu saa yang memiliki aliran sungai, lereng dan

beda tinggi yang 0ukup, yang dapat dibangun 2;!<.

+. arak antar lokasi 2;!< dan pembangkit listrik yang e'isien kurang

dari " km.

2.) Pengaruh &arakteristik Daerah Aliran %ungai terhada* Lim*asan

Permukaan

Suatu daerah aliran sungai (9S adalah kesatuan daerah yang

dibatasi topogra'i berupa punggungan:punggungan bukit dimana ika air

huan atuh maka airnya mengalir ke dalam sungai yang bersangkutan.

aktor-'aktor yang menentukan pembentukan 9S adalah 8

1. opogra'i.

". &klim.

+. anah.

4. )eologi.

$. ata guna lahan.

aktor-'aktor tersebut membentuk subsistem dan bertindak sebagai

>ariabel dalam mengubah presipitasi se0ara alami, menadi limpasan air di

bumi.

<ubungan antara karakteristik lingkungan 'isik 9S dan proses

hidrologi dapat ditelusuri melalui 'ase-'ase dalam daur hidrologi. 9ir huan

yang atuh dengan lama dan intensitas huan tertentu, pertama kali akan

membasahi permukaan daun.

9ir huan yang atuh pada permukaan daun, sebagian akan menadi

simpanan intersepsi dan kemudian mengalami e>aporasi, sebagian lagi

akan membentuk aliran pada batang ( steam flow dan aliran tauk (through

fall yang kemudian menyokong aliran permukaan. 9ir huan yang atuh

pada permukaan tanah setelah membasahi permukaan tanah kemudian



17

akan mengalami in'iltrasi dan sebagian membentuk simpanan air

permukaan.

9pabila lapisan tanah telah enuh, air huan yang semuanya

tertahan di permukaan menadi limpasan air permukaan. erdasarkan

uraian proses peralanan air huan tersebut dapat diketahui bahwa enis dan

kerapatan penutup lahan ber'ungsi sebagai penghambat, air huan yang

akan membentuk aliran permukaan. Si'at dan enis tanah, batuan dan luas

penyebarannya akan mempengaruhi air huan yang akan mengalami

in'iltrasi. Kondisi lereng, enis dan kerapatan penutup lahan, alur-alur

sungai, danau atau telaga mempengaruhi air huan yang akan membentuk

aliran permukaan.

9liran permukaan yang berlebihan menunukan bahwa komponen-

komponen 'isik permukaan tersebut sudah tidak mampu lagi menghambat

atau mengurangi air huan yang membentuk aliran permukaan yang teradi.

2.+ Prinsi* ker#a PL"MH

2rinsip dasar mikrohidro adalah meman'aatkan energi potensial

yang dimiliki oleh aliran air pada arak ketinggian tertentu dari tempat

instalasi pembangkit listrik Sebuah skema mikrohidro memerlukan dua

hal yaitu, debit air dan ketinggian atuh (head untuk menghasilkan tenaga

yang dapat diman'aatkan. <al ini adalah sebuah sistem kon>ersi energi

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

mekanik dan energi listrik.

aya listrik yang dibangkitkan dari suatu turbin air merupakan

hubungan antara tinggi atuh dan debit air seperti pada persamaan dibawah

ini yaitu 8



1*

P= ρgQHη (".1

2., Definisi %istem PL"MH

Sebuah 2;!< adalah sebuah sistem pembangkit listrik yang

meman'aatkan tenaga air sebagai sumber primernya dan memiliki

komponen-komponen paling tidak adalah sebagai berikut 8

1. angunan dan bendung serta perlengkapannya.

". angunan pengendap pertama serta perlengkapannya.

+. Saluran pembawa serta perlengkapannya.

4. angunan pengendap kedua dan serta perlengkapannya.

$. Serta perlengkapannya atau rumah turbin.. urbin 9ir dan sistem transmisi mekaniknya.

7. Kontrol beban dan atau kontrol turbin serta >ariasinya.

*. )enerator ;istrik.

6. Sistem aringan dan distribusi listrik dan

1#. Sistem keselamatan dalam semua komponen di atas.

11. Sambungan rumah hingga pada pembatas atau meter.

Skema untuk sebuah 2;!< diberikan dalam gambar ".1 dibawah

ini.

)ambar ".1 Skema sebuah 2;!< (2en0he dan !inas, 166*

2.- De(it Andalan



16

2eren0anaan hidrologi selalu berkaitan dengan karakteristik suatu

daerah aliran sungai. <uan dan karakteristik daerah aliran sungai tersebut

sangat mempengaruhi kondisi debit aliran sungai. Kenyataannya untuk

mendapatkan data debit aliran sungai pada banyak daerah aliran sungai

datanya sering tidak lengkap, sehingga para peren0anaan 2;!< sering

kesulitan untuk mendapatkan data debit aliran sungai se0ara lengkap yang

berupa data seri dalam waktu yang panang. Ketersediaan data debit aliran

sungai angka waktu panang di lokasi bangunan pengambilan sangat

diperlukan untuk keperluan peren0anaan 2;!<.

ikarenakan 'ungsi bangunan air tersebut sangat bergantung

dengan kebutuhan air sepanang musim. Sehingga untuk mendapatkan

kesinambungan persediaan air sesuai peren0anaan diperlukan perhitungan

debit andalan.

ebit andalan adalah debit yang diharapkan selalu tersedia

sepanang tahun dengan resiko kegagalan yang diperhitungkan seke0il

mungkin. ata debit andalan pada umumnya diperlukan untuk

peren0anaan pembangunan pembangkit listrik tenaga air, yaitu untuk

menentukan perhitungan persediaan air pada bangunan pengambilan.

ebit minimum sungai dianalisis atas dasar debit huan sungai.

alam peren0anaan 2;!< ini, dikarenakan minimalnya data maka

metode perhitungan debit andalan menggunakan metode simulasi

ketersediaan air, dengan metode pengukuran debit langsung. alam

penentuan debit ran0angan, ika memungkinkan, dipersiapkan Flow

Duration Curve Methode ( yang menggunakan data debit aliran air



"#

selama setahun. !etoda standar yang berlaku dipergunakan dalam

menentukan ini.

ika diproduksi pada tahun basah maka harus diketahui nilai

koreksi untuk tahun keringnya. Se0ara umum pengambilan sampel debit

pada musim paling kering diperkenankan untuk penentuan debit

ran0angan. 2aling tidak dilakukan dua set pengukuran pada musim paling

kering di lokasi tersebut (&!&92, "##*.

!etode pengukuran debit se0ara langsung yang boleh digunakan

adalah metode garam, current meter, floating, rectangular weir dan lain

sebagainya. 2engukuran debit air dapat dilakukan dengan beberapa 0ara,

yang paling umum dan mudah dilakukan yaitu8 pengukuran debit dengan

metode pengukuran ke0epatan dan luas penampang aliran air atau dengan

metoda weir . /ntuk metode pertama, alat utama yang digunakan yaitu

0urrent meter dan meteran atau pelampung, stopwat0h dan meteran.

2.-.1

2.,.1 Pengukuran De(it Air dengan Digital Water Current Meter atau

Pelam*ung

2engukuran debit air dengan digital water current meter atau

pelampung disebut uga pengukuran dengan metoda ke0epatan dan luas

penampang aliran, karena yang diukur dalam metoda ini adalah ke0epatan

dan luaspenampang aliran air. 5umus debit air adalah 8

Q= A . v ("."

engan8

Q G debit air, dalam HmI?sJ.



"1

A G luas penampang aliran air, HmJ.

v G ke0epatan aliran air, Hm?sJ.

ata ke0epatan aliran air dapat diperoleh dengan melakukan

pengukuran menggunakan meter atau pelampung. 2engukuran ke0epatan

aliran air dengan metoda meter adalah dengan 0ara memba0a langsung

pada ketika bagian propeller dari meter dimasukkan ke dalam air.

Sedangkan pada metoda pelampung, ke0epatan aliran air diperoleh

dengan meletakkan pelampung pada aliran air dan men0atat waktu (t serta

arak (d tempuh pelampung masing-masing dalam satuan detik dan meter.

Ke0epatan aliran air dihitung dengan rumus8

v=c .(d

t )

(".+

engan8

v G arak tempuh pelampung, HmJ.

d G arak tempuh pelampung, HmJ.

t G waktu tempuh pelampung, HdetikJ.

c G 'aktor koreksi, #,7$ atau #,6$ masing-masing untuk pelampung

ada permukaan air atau 0ukup dalam di bawah permukaan air.

2.-.2

Pengukuran Luas Penam*ang %ungai

ata luas penampang aliran air diperoleh dengan melakukan

pengukuran kedalaman sungai atau saluran air pada beberapa titik dengan



""

inter>al arak sama sepanang arah melintang sungai. umlah titik harus

ganil.

Kemudian dapat digunakan rumus berikut ini untuk menghitung

luas penampang aliran air8

A= (4d 1+2d2+4d 3+…4 dn )(w /3) (".4

engan8

A G luas penampang aliran air, Hm"J.

dn G kedalaman sungai atau saluran air, HmJ

w G lebar inter>al antar titik pengukuran kedalaman sungai atau

saluran, HmJ.

9lternati' menentukan luas penampang aliran air adalah dengan

0ara mengukur lebar sungai atau saluran (= dan kedalaman rata-rata

sungai atau saluran (drata-rata, sehingga diperoleh luas penampang

tersebut dengan rumus8

A=W . drata−rata (".$

engan8

9G luas penampang aliran air, Hm"J

= G lebar sungai atau saluran, HmJ.

drata−rata G kedalaman rata-rata sungai atau saluran, HmJ.

ibawah ini diberikan 0ontoh 'ormulir untuk pengukuran debit air

menggunakan pelampung.



"+

)ambar "." ormulir pengukuran debit air 9S

2.-.3

Pengukuran De(it Air dengan Met'de Weir

!etoda ini memerlukan suatu konstruksi bendungan sementara

yang dipasang melintang di sungai atau saluran air. entuk-bentuk yang

akan digunakan dapat dilihat pada gambar berikut ini.



"4

)ambar ".+ Kriteria disain Weir untuk pengukuran debit

erdasarkan gambar di atas bentuk-bentuk dapat digolongkan

menadi tiga bagian enis weir 8 (persegi panang, (segitiga, siku-siku

ipoletti.

• 2ada berbentuk re0tangular (persegi panang rumus yang

digunakan untuk menghitung debit air8Q=1.8 . ( L−0.2h ) . h3/2

(".$

• 2ada berbentuk segitiga (triangular siku-siku rumus yang

digunakanuntuk menghitung debit air 8

Q=1.4 . h5 /2

(".

• 2ada berbentuk ipoletti rumus yang digunakan untuk menghitung

debit air 8

Q=1.9 . h3 /2

(".7

imana 8

Q G debit air yang melalui ,HmI?detikJ

L G panang tempat pelimpahan air pada weir , HmJ

h G tinggi air yang melimpah pada weir , HmJ

engan diketahuinya besarnya debit air selama beberapa waktu

maka dapat ditentukan debit ran0angan atau desain yang akan digunakan



"$

untuk kebutuhan 2;!<. aya yang terbangkit dapat di hitung dengan

rumus 8

P=g . Q . h . η (".*

imana 8

P G perkiraan daya yang dihasilkan, Hk=J

g G gra>itasi ,Hm?detikJ

Q

G debit air, HmI?detikJ

h G tinggi atuhan e'ekti', HmJ

η G e'isiensi total pembangkit

2.1 L'kasi dan Pelaksanaan Pengukuran De(it

2emilihan lokasi dan pelaksanaan pengukuran debit dilakukan

dengan memenuhi aspek atau ketentuan sebagai berikut 8

1. 2alung sungai atau saluran sedapat mungkin harus lurus dengan arah,

dan ke0epatan aliran seragam atau seaar.

". 9pabila ren0ana 2;!< berada di sungai, maka dipilih lokasi

pengukuran pada dasar sungai yang tidak berubah-ubah, bebas dari

batuan besar atau bangunan air yang menyebabkan aliran tidak

seragam atau seaar. asar penampang sungai sedapat mungkin rata

sehingga saat perhitungan menghasilkan nilai yang sebenarnya.

!emilih lokasi sema0am itu sangat sulit namun harus diupayakan

lokasi terbaik dari keadaan yang ada.



"

+. !engukur pada kedalaman garis >ertikal yang akan diukur

ke0epatannya kemudian menentukan titik kedalaman pengukuran #,"B

#,B dan #,* dari permukaan air seperti ditunukkan pada gambar ".+

)ambar ".4 Kedalaman pengukuran

4. !engukur arak dari tepi permukaan sungai ke setiap garis pengukuran

>ertikal. Kegiatan ini berulang untuk setiap perpindahan alur >ertikal,

kemudian hasil pengukuran di0atat pada 'ormulir pen0atatan hasil

pengukuran debit.



"7

)ambar ".$ 2enampang pengukuran >ertikal

2.11 Pengukuran "inggi $atuhan /Head0

2engertian head adalah perbedaan ketinggian muka air antara

ren0ana lokasi bak foreba dan turbin airnya. 9da beberapa 0ara untuk

mengukurnya. !etode pengukuran dapat digambarkan sesuai skema

dibawah ini.

)ambar ". Skema pengukuran head 2;!<

2engukuran dapat dilakukan dengan menggunakan peta topogra'i,

tetapi hasil yang diperoleh sangat kasar. 2engukuran head yang akurat

dilakukan di lapangan. Setelah didapatkan perkiraan < gross ( kotor, maka

dilakukan penentuan <netto (bersih yang berhubungan dengan



"*

peren0anaan bangunan sipil, dimana <netto diukur dari perbedaan tinggi

titik (saluran masuk air dengan uung (pipa pesat.

!etoda pengukuran tinggi atuh air pada prinsipnya sama dengan

pengukuran ketinggian suatu tempat dari titik yang satu (atas ke titik yang

lain (bawah. 2ada potensi 2;!< ini, pengukuran dapat dilakukan

dengan menggunakan teknik dan peralatan sebagai berikut 8

1. !etoda Klinometer

Klinometer ber'ungsi untuk mengukur sudut ele>asi suatu tempat.

Suatu titik pada permukaan tertentu diukur sudutnya dibandingkan

dengan titik lain yang akan dianggap datar. ;ubang lihat yang terdapat

pada alat klinometer akan membandingkan tempat berdiri pengukur

dengan titik sasaran yang dituu menadi sudut tertentu, kemudian <

(head diukur dengan metoda sinus, berikut diberikan gambar dan

tabel pengukuran seperti di bawah ini.

)ambar ".7 2engukuran !ead antara dua titik L dan M dengan

metode Klinometer

". !etoda "ressure #auge (9lat 2engukur ekanan

!etoda ini amat mudah dilakukan dan keakuratannya dapat diamin

bila angka gra>itasi (g di tempat tersebut dapat diketahui dengan

tepat. Sebagai pendekatan, dapat digunakan g G 6,* Hm?detikJ,



"6

sehingga setelah ditemukan harga tekanan (2 di tempat tersebut,

didapat h dengan rumus 8

h= P .10 (".6

engan8

h G beda tinggi, dalam m

P G tekanan hidrostatis yang terba0a pada pressure gauge, Hkg'?0m.J

!etoda pengukuran tersebut dapat dilihat dalam gambar berikut

dibawah ini 8

)ambar ".* !etode pengukuran head dengan pressure gauge

+. 2engukuran dengan $heodolite

heodolite adalah alat yang diran0ang untuk pengukuran sudut yaitu

sudut mendatar yang dinamakan dengan sudut horiNontal dan sudut

tegak yang dinamakan dengan sudut >erti0al. imana sudut : sudut



+#

tersebut berperan dalam penentuan arak mendatar dan arak tegak

diantara dua buah titik lapangan.

)ambar ".6 2engukuran head dengan theodolite

4. 2engukuran head dengan Waterpas

2engukuran dengan waterpas untuk mengukur head . !etode ini

disebut uga OsteppingP dan paling akurat untuk tanah 0uram dan

bergelombang. idak ada perhitungan tambahan yang diperlukan untuk

mendapatkan perbedaan ketinggian. itik di tanah di bawah uung

bebas dari batang lurus, paling bagus diletakkan dengan bandul atau

menggunakan batang ukur sebagai tali bandul. !etode ini

direkomendasikan untuk pengukuran head yang rendah. ibawah ini

diberikan skema pengukuran dengan alat waterpas.



+1

)ambar ".1# 2engukuran head sederhana dengan waterpas

2.12 Pem(angkit Listrik "enaga Mikr' Hidr' /PL"MH0

2embangkit ;istrik enaga !ikro <idro adalah istilah yang

digunakan untuk pembangkitan energi listrik dengan mengandalkan tenaga

atau energi air. Kondisi air yang bisa diman'aatkan sebagai sumber daya

(resources% penghasil listrik adalah memiliki kapasitas aliran dan ketinggian

tertentu dan instalasi. Semakin besar kapasitas aliran maupun

ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar energi yang bisa

diman'aatkan untuk menghasilkan energi listrik.

Klasi'ikasi pembangkit listrik tenaga mikro hidro berdasarkan

"ower Output yang dapat di hasilkan seperti terlihat pada tabel ".1.

abel ".1 Klasi'ikasi 2embangkit ;istrik

&lasifikasi P'1er 2ut*ut

esar D 1## H!=J

Ke0il 1 : 1# H!=J



+"

!ikro $ : 1## HK=J

2iko Q $ Hk=J

2.13 "ur(in Air

2.11.1 Pengertian "ur(in Air

ungsi turbin yaitu untuk mengubah energi air potensial, tekanan

dan kinetik menadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros. 2utaran

gagang dari roda ini dapat digunakan untuk memutar berbagai ma0am alat

mekanik seperti penggilingan bii, pemeras minyak, mesin bubut, atau

untuk mengoperasikan generator listrik. !esin-mesin atau alat-alat, yang

diberi tenaga oleh skema hidro, disebut dengan Reban (;oad.

urbin-turbin hidraulik, berhubungan erat dengan generator, 'ungsi

utamanya adalah mengubah energi air menadi tenaga listrik. 9ir mengalir

melalui turbin, memberi tenaga pada penggerak (runner dari turbin dan

membuatnya berputar. orong dari penggerak berhubungan langsung

dengan generator, asalkan tenaga mekanik yang penting tersalur pada

generator.

2.12.1 &lasifikasi "ur(in Air

urbin air dapat diklasi'ikasi menadi " enis berdasarkan dari kera

turbin dalam hal mengubah tinggi atuh yaitu 8

1. urbin &mpuls

Energi tekanan seluruhnya diubah menadi energi kinetik, air

menumbuk sudu pada tekanan atmos'er sehingga tidak adaperubahan



++

tekaanan antara inlet dan outlet. Turbin impuls adalah turbin air

yang cara kerjanya merubah seluruh energi air yang

terdiri dari energi potensial,tekanan dan kecepatan yang

tersedia menjadi energi kinetik untuk memutar turbin,

sehingga menghasilkan energi kinetik. Turbin impuls

adalah turbin tekanan sama karena aliran airyang keluar

dari nozle tekanannya adalah sama dengan tekanan

atmosfr sekitarnya. Semua energi tinggi tempat dan

tekanan ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah

menjadi energi kecepatan. Contoh turbin impuls

adalah turbin Pelton.

". urbin reaksi

Turbin reaksi adalah turbin yang cara kerjanya merubah

seluruh energi air yang tersedia menjadi energi kinetik.

Turbin jenis ini adalah turbin yang paling

banyak digunakan. Sudu pada turbin reaksi mempunyai

profl khusus yang menyebabkan terjadinya penurunan

tekanan air selama melalui sudu. Perbedaan tekanan ini

memberikan gaya pada sudu sehingga runner (bagian

turbin yang berputar) dapat berputar. Turbin yang

bekerja berdasarkan prinsip ini dikelompokkan sebagai

turbin reaksi. unner turbin reaksi sepenuhnya tercelup

dalam air dan berada dalam rumah turbin.



+4

2.13 &riteria Pemilihan $enis "ur(in

2emilihan enis turbin ditentukan berdasarkan kelebihan dan

kekurangan dari enis-enis turbin, khususnya untuk suatu desain yang

2;!< yang sangat spesi'ik. 2ada tahap awal, enis turbin dapat

diperhitungkan dengan mempertimbangkan parameter-parameter yang

khususnya bisa mempengaruhi sistem operasi turbin, bisa dilihat sebagai

berikut 8

1. aktor tinggi atuh aliran air e'ekti' ( %et !ead dan debit air yang akan

diman'aatkan untuk operasi turbin harus yang melalui pemilihan enis

turbin.

". aktor daya yang diinginkan berkaitan dengan debit dan head yang

tersedia.

)ambar ".11 2emilihan turbin berdasarkan head dan debit ren0ana Hm+?detikJ



+$

ari gra'ik diatas pemilihan eni turbin dapat melalui data tinggi

atuh (head dan debit aliran air sungai, pada penelitian ini dengan debit

andalan di air Sungai iasihan. ebit air yang digunakan adalah debit

sungai ampar yang terletak di ogor. alam proses peren0anaan sebuah

2;!< diren0anakan untuk pembangkit listrik di ke0amatan 2amiahan,

kabupaten ogor yang mengambil sumber energi potensial sungai

iasihan. 2enelitian ini diharapkan dapat memberikan potensi daya listrik

sebagai salah satu peluang yang baik dalam menadikan desa yang mandiri

akan kebutuhan tenaga listrik.

9plikasi penggunaan turbin berdasarkan tinggi head yang

didapatkan berdasarkan abel "." dibawah ini.

&lasifikasi "ur(in Range Head 3m4

Kaplan dan 2ropeller "Q<Q4#

ran0is 1#Q<Q+$#

2elton $#Q<Q1+##

!i0hel anki atau ross'low +Q<Q"$#

urgo $#Q<Q"$#

abel "." urbin berdasarkan head

2.1 "ur(in 5r'ssfl'

Salah satu enis turbin impuls ini uga dikenal dengan nama urbin

!i0hell-anki yang merupakan penemunya. Selain itu uga disebut urbin



+

Asberger yang merupakan perusahaan yang memproduksi turbin

0ross'low. urbin 0ross'low dapat dioperasikan pada debit #.+-1#

Hm+

?detikJ.

Sistem turbin 0ross'low mmiliki beberapa keunggulan apabila

dibandingkan dengan turbin enis lain pada umumnya yaitu pada

pembuatan dan pemasangan konstruksi sangat sederhana, dan biaya

pembuatan yang terangkau

2.1! Desain "ur(in 5r'ssfl'

2.1!.1 Perhitungan Head net /Hn0

2ersamaan head net dapat dihitung dengan (!o0kmore, . 9. dkk.,

1646 8

H n= H g− H tl (".1#

imana 8

H n G head net , HmJ

H g G head gross, merupakan arak >ertikal antara permukaan air dari

intake

menuu turbin, HmJ

H tl G head total losses, merupakan umlah losses pada open 0hannel,

trash ba0k, intake, pensto0k, dan gate or >alue. 3ilai diambil %

dari head gross, HmJ

2.1!.2 Perhitungan De(it / Q

0

ebit dapat diketahui dengan persamaan (!o0kmore, . 9. dkk.,

1646 8



+7

Q=v . A (".11

imana 8

Q G debit air, Hm+?detikJ

v G k0epatan air, Hm?detikJ

A G luas penampang, Hm"J

2.1!.3 Perhitungan Da6a "ur(in / Pt 0

aya turbin dapat diketahui dengan persamaan (!o0kmore, . 9.

dkk., 1646 8

Pt = ρ. g . H n. Q . η (".1"

imana 8

Pt G daya, Hk=J

g G per0epatan gra>itasi, Hm?s"J

ρ G massa enis air, Hkg?m+J

H n G perbedaan ketinggian, HmJ

ηG e'isiensi total yaitu e'isiensi dari turbin, generator, gearboT dan

trans'ormer

2.1!. Perhitungan Efisiensi "ur(in / ηt 0

E'isiensi maksimum pada turbin dapat dihitung dengan persamaan

(!o0kmore, . 9. dkk., 1646 8



+*

ηt =

2C 2

u1(1+ Ψcos β

2

c o s β1)(cosα

1−

u1

V 1

)

V 1

(".1+

imana 8

C G koe'esien noNNle (#.6*

Ψ

G koe'isien kekasaran blade (#.6*

α

1 G sudut serang (diasumsikan 1#

β

1 G blade inlet angle, H#J

β

2 G blade e&it angle, H#J

u1 G ke0epatan tangensial keliling bagian luar runner .

ari persamaan (".4 di atas dapat dilihat bahwa semakin ke0il

sudut serangα

1 (angle of attac' maka semakin tinggi e'isiensi turbin.

2.1!.! Perhitungan &e7e*atan Putar "ur(in / N

0

<ubungan ke0epatan putar spesi'ik dan ke0epatan putar turbin

pada turbin 0ross'low (;ayman., 166* dinyatakan dalam bentuk

persamaan sebagai berikut 8

N s=513.25/ H n0.505

(".14

N s= N √ Pt / H n5 /4

(".1$

ari persamaan (".14 dan (".1$ dapat dihitung ke0epatan turbin

yaitu 8



+6

N =513.25 H n0.745/√ Pt (".1

imana 8

N G ke0epatan putar turbin, HrpmJ

N s G ke0epatan spesi'ik, HrpmJ

2.1!.) Perhitungan Diameter Luar 8unner / D

0

Saat e'isiensi maksimum, ke0epatan tangensial pada runner didapat

dengan persamaan (!o0kmore, . 9. dkk., 1646 8

vt =0.5C √ 2g H n cosα

(".17

v t =w D

0

2=2n D

0

120 (".1*

ari persamaan (".17 dan (".1* diatas dapat dihitung diameter

luar runner yaitu 8

D0=40√ H n/ N (".16

imana 8

v t G ke0epatan tangensial, Hm?sJ

D0 G diameter luar runner, HmJ

2.1!.+ Perhitungan $arak Blade / t ! 0



4#

Ketebalan dari (et entrance ( t ! dapat dihitung dengan

persamaan (!o0kmore, . 9. dkk., 1646 8

t !=" . D0 ("."#

imana nilait !=t # .s$nβ

1 sehingga persamaan men0ari arak

tangensial blade menadi (!o0kmore, . 9. dkk., 1646 8

t #= " . D

0

s$nβ 1 ("."1

Sehingga arak blade, arak antara uung dua bilah berdekatan pada

pinggiran luar dapat dirumuskan menadi 8

t #=0.174 D0 (".""

imana 8

t ! G ketebalan (et entrance, HmJ

k G konstanta (#.#*7

β1 G blade inlet angle (+##

t # G arak tangensial blade, HmJ

2.1!., Perhitungan Le(ar radial rim / a

0

;ebar rim yaitu perbedaan antara radius luar ( r

0 dan radius

dalam ( r$ pada runner turbin, (!o0kmore, . 9. dkk., 1646 yaitu 8



41

a=0.17 D

0 ("."+

2.1!.- Perhitungan $umlah (lade / n

0

anyaknya umlah blade dapat dihitung dengan persamaan

(!o0kmore, . 9. dkk., 1646 8

n= D

0/ t # ("."4

2.1!.1 Perhitungan &ete(alan ater #et / t % 0

apat dide'iniskan sebagai lebar noNel yang dihitung dengan

persamaan (!o0kmore, . 9. dkk., 1646 8

t %= A %

L =

Q

v %

L =

Q

C √ 2g H n L=0.233Q

L√ H n ("."$

imana 8

t % G ketebalan water (et , HmJ

A % G 9rea (et , Hm"J

L G panang runner, HmJ

v % G Ke0epatan (et sebelum masuk, HmJ

2.1!.11 Perhitungan Pan#ang runner / L

0

2anang runner dapat dihitung dengan persamaan (!o0kmore, .

dkk., 1646 8



4"

LD0=0.81Q /√ H n ("."

Subsitusi persamaan (".16 ke persamaan diatas ("." menadi 8

L=QN /50 H n ("."7

Subsitusi persamaan ("."7 ke persamaan diatas ("."$ menadi 8

t %=11.7 √ H n/ N ("."*

Kemudian subsitusi persamaan (".16 ke persamaan diatas ("."*

menadi 8

t %=0.29 D

0 ("."6

2.15.12 Perhitungan $arak antara water jet dan the center of

runner

shaft / &

1 0

arak antara water (et dan the center of runner shaft ( &

1 dapat

ditentukan dengan persamaan (!o0kmore, . 9. dkk., 1646 8

&

1=0.11 D

0 (".+#

imana 8

&1 G arak antara water (et dan shaft center , HmJ

2.15.13 Perhitungan $arak antara water jet and the inner

eriher! of

runner " &

2 )



4+

arak antara water (et and the inner peripher of runner ( &

2

dapat ditentukan dengan persamaan (!o0kmore, . 9. dkk., 1646 8

&

2=0.05 D

0 (".+1

imana 8

&2 G arak antara water (et and the inner peripher of runner , HmJ

2.15.1# Perhitungan diameter dalam runner / D$ 0

engan persamaan (!o0kmore, . 9. dkk., 1646 diperoleh

persamaan dalam menentukan diameter dalam runner 8

D$= D0

−2a (".+"

imana 8

D$ G diameter dalam runner, HmJ

2.15.15 Perhitungan radius $lade curvature / rc 0

2enentuan nilai radius blade curvature ( rc dapat ditentukan

dengan persamaan (!o0kmore, . 9. dkk., 1646 8

rc=0.163 D

0 (".++

2.15.1% Desain Diameter Pi*a Penst'7k

/ntuk penentuan diameter pipa pesat pada turbin 0ross'low

ditentukan berdasarkan 8

Q= AC

1 (".+4

C 1=C v√ 2gh (".+$



44

imana 8

C 1 G ke0epatan absolut 'luida pada sisi masuk atau ke0epatan 'luida

keluar dari noNel, Hm?sJ

C v G koe'isien ke0epatan noNel

A G luas penampang pipa pensto0k, Hm"J

BAB III

ME"DL9I PENELI"IAN

!etode penelitian ini dapat dibagi menadi + sub bab yaitu

sistematika penelitian, ren0ana rangkaian kegiatan dan teknik

pengumpulan data dan pengolahan data.

3.1 %istematika Penelitian



4$

2enelitian studi kelayakan sungai iasihan untu mengeksplorasi

seberapa besar potensi 2;!< di Kabupaten ogor berdasarkan

parameter kondisi 'isik dan kondisi sosial ekonomi. 2arameter kondisi

'isik berdasarkan dari nilai perhitungan debit air pada sungai iasihan.

ebit diperoleh dari model perhitungan debit andalan karena keterbatasan

data debit pada pengukuran di lapang.

3.2 8en7ana 8angkaian &egiatan

2enelitian ini berdasarkan keterangkauan lokasi yang akan

dibangun sistem 2;!< dengan permukiman, rumah tangga desa yang

belum terangkau listrik dan sebaran lokasi potensial 2;!< di kawasan

desa iasihan Ke0amatan 2amiahan. alam penelitian ini, data yang

diperlukan adalah data primer dan data sekunder. ata primer berupa hasil

dokumentasi lapang menggunakan kamera diital, sedangkan data

sekunder diperoleh dari beberapa sumber, baik instansi pemerintah dan

swasta, atau dari buku dan urnal ilmiah.

ibawah ini adalah alur kera penelitian untuk studi kelayakan

2;!< Sungai iasihan, Ke0amatan 2amiahan ogor.

!ulai

Studi ;iteratur

Sur>ei ;okasi

2;!<



4

3.3 Pengukuran dan Perhitungan P'tensi De(it Aliran %ungai 5iasihan

aerah penelitian untuk studi kelayakan peran0angan 2;!<

berada di Ke0amatan 2amiahan, Kabupaten ogor. ;okasi 9stronomis

desa iasihan berada pada koordinat 1#."*""1 ?.$4#7 ;S. ebit

aliran sungai iasihan dapat diketahui data ke0epatan aliran dengan luas

area aliran sungai. 2engukuran ketinggian kontur antara bagian hilir atau

2erhitungan &ntensitas urah <uan

Kala /lang !etode )umbel

2engukuran ebit Sungai iasihan

Kedalaman Sungai, ;ebar Sungai

2eran0angan 2;!<

)ambar +.1 9lur Kera 2enelitian

idak

Ma5e>isi

<asil berupa kapasitas turbin air,

umlah turbin,sudut serang dan

sudut buang

Selesai



47

tinggi atuh air (head dikerakan dengan $heodolite merek A2A3 tipe

;-"# 2.

heodolite diran0ang untuk pengukuran sudut yaitu sudut

mendatar yang dinamakan dengan sudut horiNontal dan sudut tegak yang

dinamakan dengan sudut >ertikal. <asil pengukuran pada gambar +.".

)ambar +.1 2engukuran ketinggian atuh air sungai iasihan



4*

L (m

"1,1 ",7"1,1*,*7,+ 11,"

M (m

)ambar +." 2ro'il memanang untuk head air sungai iasihan



46

2engukuran debit sungai iasihan dilakukan dengan metode

pengukuran langsung (sesaat. ;ebar sungai iasihan pada daerah

pengukuran adalah " m yang dibagi dalam segmen dengan arak antar

penampang #.$ m.

)ambar +.+ 2enampang melintang sungai iasihan

Kemudian dilakukan pengeraan pengukuran ke0epatan arus sungai

iasihan menggunakan pelampung gabus dengan dibagi menadi beberapa

segmen untuk memperoleh hasil yang akurat. =aktu tempuh gabus untuk

menuu patok titik diukur menggunakan stopwatch.



$#

erikut gambar untuk pengukuran ke0epatan arus air sungai

iasihan, ke0amatan 2amiahan, ogor.

)ambar +.4 2engukuran ke0epatan air sungai iasihan

<asil pengukuran penampang melintang adalah sebagai berikut8

abel +.1 2engukuran ;uas 2enampang Sungai iasihan

/ntuk pengukuran ke0epatan air sungai iasihan menggunakan

metode di sub bab (".61. <asil pengukuran ke0epatan air diberikan di

tabel +." dibawah ini.

abel +." 2engukuran Ke0epatan air Sungai iasihan

itik Kedalaman ;uas 2enampang

HmJ Hm" J

1 #.+$ #.+$

" #.++ #.++

+ #.+" #.+"4 #."6 #."6

;uas 2enampang otal 1."6



$1

!etode perhitungan debit dapat dihasilkan dari tabel +.1 dan +."

yaitu ke0epatan aliran Hm?sJ dengan luas penampang melintang sungai HmJ.

<asil debit terdapat pada tabel +.+ dibawah ini.

abel +.+ <asil 2erhitungan ebit 9ir Sungai iasihan

itik 2engukuran =aktu tempuh Ke0epatan

Ke0epatan

rata-rata

ke - HsJ Hm?sJ Hm?sJ

# # # # #

1 1.6" #.$"

1 " 1.*7 #.$+ #.+$

+ 1. #.#

1 1.$ #.4

" " 1.** #.$+ #.1

+ 1.$+ #.$

1 1.$6 #.++ " 1.$" #. #.4+

+ 1.7 #.#

1 1.4 #.1

4 " 1.$$ #.$ #.$

+ 1.4* #.*



$"

ari tabel +.+ diperoleh hasil pengukuran untuk debit air sungai

iasihan sebesar Q=0.65 ['3/ s] .

3. Perhiitungan P'tensi Hidr'lik %ungai 5iasihan

itik

;uas

2enampan

g Ke0epatan rata-rata ebit 9ir Sungai

Hm" J Hm?sJ Hm+?sJ

# # # #

1 #.+$ #.+$ #.1"

" #.++ #.1 #."#

+ #.+" #.4+ #.14

4 #."6 #.$ #.16

ebit otal #.$



$+

2arameter utama dalam menentukan potensi hidrolik ( Ph

adalah besar debit sungai ( Q

dan beda tinggi ( h

. !aka besar

potensi hidrolik dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut 8

Ph=9.8 (Q(h (+.1

imana 8

Ph G 2otensi hidrolik, Hk=J

Q G ebit air sungai, Hm+?sJ

h G beda tinggi, HmJ

engan mengasumsikan bahwa energi yang ada pada air dapat

diubah menadi tenaga dan memasukkan parameter debit $# liter?detik

dan beda tinggi sebesar "4 meter ke dalam persamaan diatas maka

diperoleh 2otensi hidrolik 2;!< iasihan sebesar 8

Ph=9.8 (Q(h

Ph=9.8 ( 0.65 ( 6.65

Ph=42

Hk=J

3.! Pemilihan $enis "ur(in

erdasarkan tabel "." terlihat untuk enis turbin yang dipilih

berdasarkan %et !ead .$ meter yaitu urbin ross'low untuk net head

pada range + s.d "$# meter.

3.) Penentuan De(it 8en7ana



$4

engan menggunakan gra'ik dibawah ini untuk pemilihan turbin

berdasarkan head dan debit air.

)ambar +.$ 2emilihan turbin berdasarkan debit dan tinggi atuh

' ]

['3/s ]



$$

enis turbin yang terpilih turbin 0ross'low pada head .$ HmJ dan

debit #.$ Hm+?sJ. 2ada kedua model pemilihan enis turbin maka yang

terpilih adalah turbin air enis 0ross'low. urbin air enis 0ross 'low dipilih

karena 0ross 'low merupakan enis turbin yang paling 0o0ok untuk

diterapkan pada turbin kapasitas rendah. 2ada pembangkit listrik skala

mikro, turbin0ross 'low sangat baik digunakan.

3.+ Perhitungan "ur(in 5r'ssfl'

3.+.1 Perhitungan Head net /Hn0

2erhitungan head net dapat ditentukan dengan persamaan (".1# 8

H n= H g− H tl

imana 8

H g G ,$ HmJ

H tl=6 ( H g=0.06 ( 6.65[' ]=0.4 [' ]

H n=6.65−0.4 [' ]=6.25[']

3.+.2 Perhitungan Da6a "ur(in

Pt =ηtur#$n ( ηtrans'$s$ ( ηg!n!rator ( Ph

Pt =0.895 ( 0.95 (0.80 ( 42["W ]

¿28.568 ["W ]

3.+.3 Perhitungan Efisiensi "ur(in / ηt 0



$

ηt =

2C 2

u1(1+ Ψcos β

2

cos β1

)(cosα 1−

u1

V 1

)

V 1

2ada persamaan diatas dianggap β

1= β2 dan

tan β1=2 tanα

1

persamaan diatas menadi 8

ηt =

2C 2

u1 (1+Ψ )(cosα

1−

u1

V 1)

V 1

3ilai e'esiensi maksimum diperoleh dengan melakukan pendekatan

u1/V

1 maka persamaan menadi 8

ηt =0.5C 2(1+Ψ )cos2 α 1

imana 8

C G #.6*

Ψ G #.6*

α 1 G berada pada rentang 14# sampai +##

<asil input data sudut serang dan sudut buang untuk menentukan

e'esiensiηt ditampilkan dalam tabel dibawah ini.

Sudut Serang Sudut uang 2erhitungan E'esi

10os1 1 0os 1 " 0os "

E

14 #.67#"6$7 ".$#+414 #.*646#* ".$#+ #.*6461 #.6* #.6*

1$ #.6$6"$* "*.1*7*$ #.**141" "*.1*7 #.**141 #.6* #.6*

1 #.61"17 "6.*++*7+ #.*7471 +#.## #.*#+ #.6* #.6*

17 #.6$+#4* +1.44417$ #.*$+146 +1.444 #.*$+1$ #.6* #.6*

1* #.6$1#$$ ++.#17+6* #.*+*$#$ ++.#17 #.*+*$1 #.6* #.6*

16 #.64$$1* +4.$$+444 #.*"+$67 +4.$$+ #.*"+# #.6* #.6*



$7

"# #.6+66" +.#$"+*6 #.*#*476 +.#$" #.*#*4* #.6* #.6*

"1 #.6++$*#4 +7.$1441 #.76+"## +7.$14 #.76+"# #.6* #.6*

"" #.6"71*+6 +*.64##"6 #.777*#4 +*.64 #.777*# #.6* #.6*

"+ #.6"#$#46 4#.+"6$*# #.7"++4 4#.++ #.7"++ #.6* #.6*

"4 #.61+$4$$ 41.*+7#" #.74*"7 41.*4 #.74*" #.6* #.6*

"$ #.6#+#7* 4+.##+#7" #.7+1+17 4+.##+ #.7+1+" #.6* #.6*

" #.*6*764 44."**4+ #.71$*+4 44."** #.71$*4 #.6* #.6*

"7 #.*61##$ 4$.$4##" #.7##4#4 4$.$41 #.7##4# #.6* #.6*

"* #.**"647 4.7#4"+ #.*$#$# 4.7 #.*$# #.6* #.6*

"6 #.*74167 47.64*7* #.676$ 47.646 #.676 #.6* #.6*

+# #.*#"$4 46.1##$ #.$4$4 46.1#7 #.$4$ #.6* #.6*

abel +.4 2erhitungan e'esiensi turbin dengan >arian

sudut serang dan sudut buang



$*

3.+. Perhitungan &e7e*atan "ur(in /N0

erdasarkan persamaan (".1 untuk menentukan ke0epatan turbin

(3 yaitu 8

N =513.25 H n0.745/√ Pt

N =513.25 ( ( (6.65 ) [ ' ] )0.745 /( (28.568 ) [ "W ] )0.5

N =394 [r)']

!enentuan ke0epatan spesi'ik turbin dengan menggunakan

persamaan (".1$ yaitu 8

N s= N √ Pt / H n5 /4

N s=394 [ r)' ] ( ( (28.568 ) [ "W ])0.5/( (6.65 ) [ ' ])5/4

N s=197[r)']

3.+.! Perhitungan Diameter Luar 8unner / D0

erdasarkan persamaan (".16 untuk menentukan ke0epatan turbin

(3 yaitu 8

D0=40√ H n/ N

D0=40 ( (6.65 ) [' ] )0.5

/394 [r)']

D0=0.26 [']

3.+.) Perhitungan $arak Blade / t !



$6

2erhitungan menentukant ! dapat di0ari dengan persamaan

("."" yaitu

t #=0.174 D0

t #=0.174 ( 0,26[' ]

t #=0.05 [']

3.+.+ Perhitungan Le(ar 8adial 8im / a

;ebar radial rim adalah perbedaan antara ari-ari luar dan

ari-ari dalam. Vona ini dimulai dari radius luar dan berakhir di bagian

yang dalam. 2ersamaan untuk men0ari lebar radial rim menggunakan

persamaan ("."+ yaitu 8

a=0.17 D0 a=0.17 (0,26 ['] a=0.05[' ]

3.+., Perhitungan $umlah Blade / n

2erhitungan umlah blade menggunakan persamaan ("."4 yaitu 8

n= D0/ t #

n=3.14 (0.26 ['] /0.05 [']

n=16#uah

3.+.- Perhitungan &ete(alan :ater $et / t % 0



#

2erhitungan ketebalan water (et menggunakan persamaan ("."6

diatas yaitu 8

t %=0.29 D0

t %=0.29 ( 0.26 [' ]

t %=0.0754 [' ]

3.+.- Perhitungan Pan#ang 8unner / L

0

2erhitungan untuk menentukan panang runner dapat menggunakan

persamaan ("."7 yaitu 8

L=QN /50 H n

L=0.65 (394 [r)']/50 ( 6.65 [']

L=0.8 [' ]

pltmh ciasihan pamijahan bogor (tidak dipresentasikan)

Documents