TUGAS EKONOMI TEKNIK

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Makalah ini diajukan untuk memenuhi salah satu matkul Ekonomi Teknik

Disusun :

NAMA : Fathi Habibu Rahman

NPM : 12412798

KELAS : 3IB02C

TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS GUNADARMA

2015

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang maha Esa karena berkatnya Rahmat-Nya

Saya dapat menyelesaikan tugas Ekonomi teknik. Makalah Saya yang

berjudul “Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro . Makalah ini dibuat dengan tujuan

menye lesa ikan tugas Ekonomi teknik

Adapun tujuan pembuatan makalah ini ialah agar kita mengetahui a pa itu

fiber optic khususnya saya sendir i selaku pembuat makalah ini

Sekian sepatah duakata dari saya semoga makalah yang saya buat ini

memberikan dampak yang baik bagi kita semua,walaupun banyak kekurangan

yang ada pada makalah ini.

Depok, Januar i 2015

ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ......................................................................................................................... i

DAFTAR ISI ................................................................................................................................... ii

BAB I ............................................................................................................................................ 1

PENDAHULUAN ............................................................................................................................ 1

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

1.2. Rumusan Masalah.......................................................................................................... 1

1.3. Tujuan........................................................................................................................... 2

BAB II ........................................................................................................................................... 3

TINJAUAN PUSTAKA...................................................................................................................... 3

2.1. Pengertian PLTMH ......................................................................................................... 3

2.2. Cara Kerja PLTMH .......................................................................................................... 3

BAB III .......................................................................................................................................... 7

METODE PENYELESAIAN ............................................................................................................... 7

BAB IV.......................................................................................................................................... 9

PEMBAHASAN .............................................................................................................................. 9

4.1. Contoh Kasus................................................................................................................. 9

BAB V......................................................................................................................................... 11

KESIMPULAN .............................................................................................................................. 11

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................................... 12

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam usaha meningkatkan mutu hidup dan pertumbuhan ekonomi masyarakat

pedesaan, energi memiliki peranan yang besar. Ketersediaan listrik di pedesaan baik

yang dikelola swasta atau pemerintah, akan mendorong peningkatan produktivitas, sarana

pendidikan dan kesehatan, dan menciptakan lapangan pekerjaan serta kegiatan ekonomi

baru. Hanya saja pada saat ini baru sebagian kecil dari desa-desa di Indonesia dapat

menikmati listrik, padahal potensi energi baru dan terbarukan cukup besar dan belum

termanfaatkan secara optimal. Pemanfaatan potensi energi tersebut perlu ditingkatkan

sehingga sumbangannya terhadap pemenuhan kebutuhan energi di masa depan dapat

lebih berarti terutama untuk daerah pedesaan dan daerah terpencil yang belum terjangkau

jaringan distribusi energi komersial. Salah satu sumber energi terbarukan yang potensial

adalah tenaga air, dalam bentuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) untuk

pelistrikan desa.

Dalam pembangunan PLTMH banyak faktor yang harus diperhatikan agar

pembangunan tersebut dapat dimanfaatkan secara optimal dan tidak sia-sia. Faktor

tersebut diantaranya didasarkan pada studi kelayakan teknis dan studi kelayakan sosial-

ekonomi terhadap potensi alam dan sumber daya setempat. Keakuratan data hasil studi

kelayakan akan menentukan keberhasilan pembangunan PLTMH. Setelah studi selesai

dilakukan tahap selanjutnya adalah detail design untuk bangunan sipil dan sistem elektro-

mekanikal, sistem kontrol, serta sistem transmisi dan distribusi. Perancangan teknik

harus dilakukan secara tepat akurat, dengan menerapkan teknologi yang telah teruji agar

pembangkit listrik mempunyai kehandalan yang baik. Setelah pembangunan PLTMH

selesai dilakukan , keberadaan PLTMH tersebut diharapkan dapat menjadi salah satu

faktor pemicu bagi pengembangan ekonomi masyarakat setempat.

1.2. Rumusan Masalah

1. Pengert ian PLTMH

2. Cara kerja PLTMH

2

1.3. Tujuan

1. Tersedianya informasi yang lengkap tentang tingkat kelayakan teknis & ekonomis

pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

2. Tersedianya laporan teknik berupa detail desain bangunan sipil, sistem elektro-

mekanikal, sistem kontrol, transmisi dan distribusi dari lokasi pembangkit listrik

tenaga mikrohidro yang dinilai layak.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Fiber Optic

Pembangkitan listrik mikrohidro adalah pembangkitan listrik dihasilkan oleh generator listrik DC atau AC. Mikrohidro berasal dari kata micro yang berarti kecil dan hydro artinya air, arti keseluruhan adalah pembangkitan listrik daya kecil yang

digerakkan oleh tenaga air. Tenaga air besaral dari aliran sungai kecil atau danau yang dibendung dan kemudian dari ketinggian tertentu dan memiliki debit yang sesuai akan

menggerakkan turbin yang dihubungkan dengan generator listrik. Generator yang digunakan untuk mikrohidro dirancang mudah untuk dioperasikan dan dipelihara, didesain menunjang keselamatan, tetapi peralatan dari listrik akan menjadi

berbahaya bila tidak digunakan dengan baik. Beberapa point dari pedoman ini, instruksinya menunjukan hal yang wajib diperhatikan dan harus diikuti seperti

ditunjukkan berikut ini.

2.2. Cara Kerja Fiber Optic

Pembangkit tenaga listrik mikrohidro pada prinsipnya memanfaatkan beda

ketinggian dan jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air irigasi, sungai atau

air terjun. Aliran air ini akan memutar poros turbin sehingga menghasilkan energi

mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator dan menghasilkan energi

listrik.

4

1. Turbin

a. Perancangan dan pemilihan sebuah turbin air yang baik tergantung pada :

b. Head yang tersedia

c. Perencanaan debit air

d. Daya yang diharapkan sesuai debit dan head yang tersedia

e. Putaran turbin yang akan diteruskan ke generator

Metode yang sering dipakai untuk memilih jenis turbin air adalah dengan

menentukan kecepatan spesifiknya. Kecepatan spesifik (Ns), merupakan suatu istilah yang

dipakai untuk mengelompokkan turbin-turbin atas dasar unjuk kerja dan ukuran

perimbangannya..

2. Transmisi Daya Mekanik

Transmisi daya bertujuan untuk menyalurkan daya poros turbin ke poros

generator. Elemen-elemen transmisi daya yang digunakan terdiri dari : sabuk

(belt), pulley, kopling, bantalan (bearing) dan cone clamp.

Belt berfungsi untuk menyalurkan daya poros turbin ke poros generator. Belt

harus cukup tegang sesuai dengan jenis dan ukurannya. Pulley disamping sebagai

tempat/dudukan belt juga berfungsi untuk menaikkan putaran sehingga putaran

generator sesuai dengan putaran daerah kerjanya. Sedangkaan kopling, bantalan

dan cone clamp merupakan komponen/elemen pendukung.

3. Sistem Kontrol

Frekuensi dan tegangan listrik yang dihasilkan oleh generator dipengaruhi

oleh kecepatan putar generator. Perubahan kecepatan putar generator akan

menimbulkan perubahan frekuensi dan tegangan listrik; pada batas -batas

tertentu perubahan tersebut tidak membahayakan.

Tujuan pengontrolan dalam mikrohidro adalah untuk menjaga sistem elektrik

dan mesin agar selalu berada pada daerah kerja yang diperbolehkan. Semua

peralatan listrik didesain untuk beroperasi pada frekuensi dan tegangan tertentu.

Bila beroperasi pada frekuensi dan tegangan yang berbeda dapat mengakibatkan

peralatan listrik cepat rusak.

5

4. Generator

Generator berfungsi untuk mengkonversikan energi mekanik menjadi energi

listrik. Untuk PLTMH dengan daya listrik terpasang di bawah 20 kW, biasanya

dipergunakan IMAG (Induction Motor as Generator)

Transmisi & Distribusi

Untuk instalasi mikrohidro ada beberapa bentuk sistem transmisi dan

distribusi yang dapat dipakai. Pada dasarnya bentuk-bentuk tersebut dapat

digolongkan menjadi sistem radial dan sistem loop (tertutup).

1. Pemilihan Tegangan

Tegangan sistem transmisi dapat berupa tegangan tinggi atau tegangan

rendah. Untuk saluran transmisi yang panjang, penggunaan sistem tegangan

tinggi dapat mengurangi rugi-rugi daya selama penghantaran tenaga listrik.

Penggunaan sistem tegangan tinggi memerlukan transformator. Dengan

demikian biaya yang dikeluarkan menjadi lebih mahal. Penggunaan

transformator menuntut adanya pemeliharaan di samping memerlukan isolator

yang mahal sebagai alat pelengkap kabel.

2. Penghantar

Material konduktor (kabel induk) yang sering dipilih adalah antara

alumunium atau tembaga (copper). Untuk instalasi tegangan rendah banyak

digunakan penghantar tembaga. Tembaga yang digunakan untuk penghantar

umumnya tembaga elektrolistis dengan kemurnian di atas 99,5%.

3. Tiang dan Perlengkapannya

Tiang listrik untuk jaringan tegangan rendah biasanya terdiri dari tiang

tunggal. Tiang-tiang listrik dapat dibuat dari baja, beton bertulang atau kayu, dan

dibuat dengan sistem konus. Penggunaan kayu untuk tiang listrik dapat menekan

biaya, tetapi memerlukan proses pengawetan karena kelemahan dari tiang kayu

adalah mudah kropos dan mudah patah. Jenis kayu yang banyak dipakai ,

6

terutama untuk jaringan distribusi adalah kayu ulin, rasamala, jati. Karena

kekerasan dan kekuatannya , kayu ulin dapat digunakan tanpa diawetkan.

4. Perlengkapan Pengaman

a. Sekering

Sekering dipergunakan untuk melindungi jaringan listrik terhadap gangguan

arus lebih. Sekering terdiri dari penghantar kecil yang dapat melebur, biasanya

terbiat dari perak, timah, seng atau paduan logam lainnya yang mempunyai titik

lebur rendah.

Untuk sistem tegangan rendah, fungsi sekering sebagai pengaman ini dapat

digantikan dengan menggunakan MCB (Mini Circuit Breaker).

b. Pemutus Rangkaian (Circuit Breaker)

Pemutus rangkaian (Circuit Breaker) adalah peralatan sakelar yang mampu

mengalirkan dan memutuskan aliran listrik . Pemutus rangkaian berfungsi sebagai

pengaman dari arus beban lebih atau arus hubung singkat, atau pengaman kedua-

duanya dan sebagai sakelar yang mempunyai beban berat untuk mengatasi

kenaikan beban sakelar.

c. Perlindungan Terhadap Petir

Sambaran petir langsung pada kawat fasa jaringan distribusi, dapat

menimbulkan arus induksi sebesar 200.000 A atau lebih. Arus sebesar itu dapat

merusak perlengkapan instalasi listrik, sehingga perlu dibuang ke bumi dengan

menggunakan sistem penangkal petir.

5. Instalasi Kabel Rumah

Menggunakan sistem dan perlengkapan yang sudah distandarisasi oleh PLN.

7

BAB III

METODE PENYELESAIAN

3.1 Hydropower

Besarnya tenaga air yang tersedia dari suatu sumber air bergantung pada besarnya

head dan debit air. Dalam hubungan dengan reservoir air maka head adalah beda ketinggian antara muka air pada reservoir dengan muka air keluar dari kincir air/turbin air. Total daya yang terbangkitkan dari suatu turbin air adalah merupakan reaksi antara head dan debit air

seperti ditunjukkan pada persamaan 1. Dimana:

P = daya (watt) Q = debit aliran (m3/s) ρ = densitas air (1000 kg/m3)

Selain memanfaatkan air jatuh hydropower dapat diperoleh dari aliran air datar. Dalam hal ini energi yang tersedia merupakan energi kinetik.

Dimana:

𝐸 = 1

2𝑚𝑣2

v = kecepatan aliran air (m/s) m = massa (kg)

Daya air yang tersedia dinyatakan sebagai berikut :

𝐸 = 1

2ρ𝑄𝑣2

3.2 Pengukuran Debit Air

Debit merupakan jumlah air yang mengalir di dalam saluran atau sungai per unit

waktu. Metode yang umum diterapkan untuk menetapkan debit sungai adalah metode profil

sungai (cross section). Pada metode ini debit merupakan hasil perkalian antara luas penampang

vertikal sungai (profil sungai) dengan kecepatan aliran air. Q = AV Dimana:

Q = Debit aliran (m3/s) A = Luas penampang vertikal (m2)

V = Kecepatan aliran sungai (m/s) Luas penampang diukur dengan menggunakan meteran danpiskal (tongkat bambu

atau kayu) dan kecepatan aliran diukur dengan menggunakan „current meter‟ atau juga dengan metode apung. Pengukuran kecepatan aliran dengan metode apung dilakukan dengan

jalan mengapungkan suatu benda misalnya bola tenis atau botol bekas. Kecepatan aliran merupakan hasil bagi antara jarak lintasan dengan waktu tempuh atau dapat dituliskan dengan persamaan 5.

𝑉 =𝐿

𝑡

Dimana: V = kecepatan (m/s) L = panjang lintasan (m)

8

t = waktu tempuh (s) Kecepatan yang diperoleh dari metode ini merupakan kecepatan maksimal sehingga

perlu dikalikan dengan faktor koreksi kecepatan. Faktor koreksi tergantung dari jenis saluran seperti pada tabel 1.

TABEL 1

Dengan memperhatikan faktor koreksi tersebut maka debitair dari suatu saluran

dihitung dengan persamaan 6.

𝑄 = 𝑐(𝐶1𝑉1 + 𝐶2𝑉2 + 𝐶3𝑉3 + ⋯ + 𝐶𝑛𝑉𝑛) dimana: Q = debit aliran (m3/s) c = faktor koreksi

A = luas penampang vertikal (m2) V = kecepatan aliran sungai (m/s)

3.3 Pengukuran Tinggi Jatuh Air

Pengukuran tinggi jatuh air antara sumber air dengan lokasi turbin dapat dilakukan

dengan menggunakan altimeter yang terdapat pada GPS. Prinsip kerja altimeter adalah mengukur tekanan udara. Tekanan udara akan berubah 9 mm head air raksa untuk setiap 100

meter perubahan elevasi. Altimeter sangat mudah terpengaruh oleh perubahan suhu, tekanan atmosfir dan kelembaban. Penggunaan altimeter yang terbaik adalah dengan melakukan pengukuran beda ketinggian dalam jangka waktu yang secepatnya. Secara umum pengukuran

menggunakan altimeter adalah pengukuran yang paling baik terutama untuk pengukuran kondisi-kondisi tertentu misalnya untuk pengukuran head yang tinggi. Altimeter Page pada

GPS menunjukkan peningkatan yang sedang berlaku, rata-rata penurunan, profil perubahan peningkatan ketinggian sepanjang jarak dan waktu, atau profil perubahan tekanan sepanjang waktu.

9

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1. Contoh Kasus

a. PLTM/PLTMH Supply Demand Micro Analysis dibuat berdasarkan pengamatan di lapangan. Analisis ini

menjadi pertimbangan karena sifat dan peluang pemanfaatan energi terbarukan yang sangat “site spesific”. Misalnya tujuan pembangunan PLTMH pada awalnya adalah untuk memenuhi kebutuhan energi setempat dengan mempertimbangkan jumlah dana pembangunan yang

tersedia. Namun pada perkembangan selanjutnya, karena pemakaian listrik oleh masyarakat setempat lebih kecil daripada daya yang dibangkitkan, maka terdapat excess power yang

dapat dijual ke PLN. Untuk lebih jelasnya diambil beberapa contoh kasus sebagai berikut . Tabel 18. Contoh Kasus PLTMH untuk Supply Demand Micro Analysis

Dari contoh kasus di atas, diketahui bahwa pemanfaatan potensi energi air di 4 (empat)

contoh kasus yaitu PLTMH Teres Genit, PLTMH Lantan, PLTMH Bunut Jambul dan PLTMH Tepal rata-rata sebesar 91,55 % dari daya yang dibangkitkan. Sedangkan PLTMH

10

Oi Marai karena dibangun di dekat lokasi pemukiman transmigrasi dengan jumlah penduduk kecil sehingga pemanfaatannya masih rendah sebesar 10% dari daya yang dibangkitkan.

Di samping jumlah penduduk, faktor lain yang mempengaruhi adalah pola pemanfaatan listrik oleh masyarakat. Di PLTMH Teres Genit, PLTMH Lantan dan PLTMH Tepal selain

digunakan untuk penerangan, listrik PLTMH digunakan untuk menggerakkan kegiatan produktif. Misalnya cottage/pariwisata di PLTMH Teres Genit, pengolahan pakan ternak di PLTMH Lantan dan pengolahan kopi di PLTMH Tepal. Sedangkan PLTMH Oi Marai, listrik

yang dihasilkan murni digunakan untuk kebutuhan penerangan sehingga persentase daya yang termanfaatkan dari seluruh daya terbangkit kecil.

Karena pembangunan PLTMH diarahkan pada pengembangan usaha produktif, nilai 91,55%

digunakan untuk mengeneralisasi pemanfaatan potensi energi air setempat (local) di lokasi

lain, dengan catatan pemanfaatan potensi tetap mempertimbangkan ketersediaan dana.

Potensi energi air yang diperjualbelikan (tradable) pemanfaatannya maksimal atau 100%.

11

BAB V

KESIMPULAN

PLTMH ini dapat dilaksnakan dengan dana yang memada i dan hasil yang

cukup besar untuk di beberapa daerah yang membutuhkan, sekiranya akan

dibentuk tim untuk membua t perancanaan hingga fina l report sehingga dapat

mencapa i hasil yang maksimal

12

DAFTAR PUSTAKA

http://insyaansori.blogspot.com/2014/02/pembangkit- listrik- tenaga-mikro-

hidro.html