BAB I
PENDAHULUAN 1.1
LATAR BELAKANG Indonesia adalah negara kepulauan dengan jumlah pulau yang mencapai
ribuan. Dari sekian banyak pulau tersebut belum semua pulau yang dihuni manusia dapat menikmati listrik. Akibat sulitnya lokasi yang tidak dapat dijangkau oleh jaringan listrik PLN, secara sosial lingkungan timbul kesenjangan perekonomian, pendidikan, dan kesehatan. Kemajuan teknologi sekarang banyak dibuat peralatan-peralatan yang inovatif dan tepat guna. Salah satu contoh dalam bidang teknik mesin terutama dalam bidang konversi energi dan pemanfaatan alam sebagai sumber energi. Diantaranya adalah pemanfaatan air yang bisa digunakan untuk menghasilkan listrik. Pembahasan sumber daya energi sangatlah penting karena dapat menggambarkan potensi dan prospek pemanfaatannya di masa depan. Penggunaan energi dapat membawa dampak yang negatif bagi lingkungan. Penggunaan energi
Universitas Sumatera Utara
dapat menimbulkan polusi karena adanya limbah padat, limbah cair, dan gas buang. Seiring dengan meningkatnya penggunaan energi, saat ini aspek lingkungan dalam pembangunan mendapat perhatian yang serius. Pemerintah telah mengeluarkan Undang-Undang (UU) No. 23 tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup yang ditujukan untuk mengurangi dampak negatif kegiatan pembangunan terhadap lingkungan. Melengkapi UU tersebut diterbitkan UU No. 27 Tahun 1999 tentang Analisis Mengenai Dampak Lingkungan (AMDAL). Dalam perkembangan selanjutnya masalah ini selalu dikaitkan dengan konsep pembangunan berkelanjutan (sustainable development). Salah satu opsi dalam pengembangan sektor energi adalah pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTM) dan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) untuk daerah terpencil yang tidak terjangkau oleh jaringan listrik PLN. Pembangunan PLTM dan PLTMH tidak memerlukan relokasi tempat tinggal masyarakat setempat akibat pembuatan bendungan atau waduk. Lebih jauh, pemanfaatan PLTM dan PLTMH diharapkan dapat menyediakan tenaga listrik yang murah dan ramah lingkungan serta dapat berdampak pada kesadaran masyarakat untuk melestarikan hutan sebagai penjaga kelestarian sumber daya air. Di Indonesia potensi tenaga air untuk pengembangan PLTMH cukup besar yaitu 458,75 MW. Potensi energi air yang ada di Indonesia belum termanfaatkan secara maksimal karena belum tergalinya potensi teknologi PLTMH, padahal teknologi ini sangat cocok digunakan untuk daerah pedesaan yang berpotensi. Untuk itu perlu dilakukan penelitian PLTMH yang tepat untuk kondisi lingkungan dan sosial di Indonesia untuk mendapatkan desain PLTMH yang sederhana dan handal.
Universitas Sumatera Utara
Indonesia memiliki potensi tenaga air yang cukup besar karena kondisi topografi yang sangat mendukung, yaitu bergunung dan berbukit serta dialiri oleh banyak sungai serta adanya danau yang cukup potensial sebagai sumber tenaga air. Potensi tenaga air tersebut tersebar di seluruh wilayah Indonesia, namun tidak semua wilayah mempunyai peluang untuk dapat dikembangkan secara optimal. Pada Gambar 1.1 ditunjukkan penyebaran potensi tenaga air untuk PLTM dan PLTMH di wilayah Indonesia.
Gambar 1.1 Penyebaran Potensi PLTM dan PLTMH Di Wilayah Indonesia [15]
Dengan melihat besarnya potensi energi terbarukan tersebut dan rasio elektrifikasi tiap pulau di Indonesia yang tidak merata, maka perlu dibuat sebuah pembangkit kecil yang mampu memanfaatkan sumber energi terbarukan yang tersedia secara lokal. Keuntungan dari pengembangan PLTM dan PLTMH bagi masyarakat pedesaan dan desa terpencil antara lain: 1. Lokasi sumber daya air untuk PLTM dan PLTMH pada umumnya berada di wilayah pedesaan dan desa terpencil yang belum terjangkau jaringan listrik.
Universitas Sumatera Utara
2. Penggunaan energi konvensional, seperti batu bara untuk pembangkit tenaga listrik di wilayah ini akan memerlukan biaya yang tinggi karena adanya tambahan biaya transportasi bahan bakar. 3. Mengurangi ketergantungan pada penggunaan bahan bakar fosil. 4. Meningkatkan
kegiatan
perekonomian,
sehingga
diharapkan
dapat
menambah penghasilan masyarakat. Di Sumatera Utara contohnya, sudah dibangun dua buah pembangkit listrik tenaga mikro hidro (PLTMH), masing-masing berlokasi di Asahan dan Tapanuli Tengah, yang dibangun pada tahun 2005 dan 2006. Dua pembangkit listrik tenaga mikro hidro (PLTMH) akan dibangun lagi di wilayah Pakpak Bharat dan Humbang Hasundutan, Sumatera Utara. Pembangunan pembangkit listrik tenaga air tersebut merupakan realisasi pemerintah untuk mengurangi jumlah rumah tangga (RT) yang belum memperoleh sambungan listrik PLN, yang besarnya sekitar 500.000 rumah tangga. Hal itu dikatakan Mantan Kadis Pertambangan dan Energi Sumut, Ir. Washington Tambunan, kepada wartawan di Medan. Pembangkit listrik tenaga mikro hidro tersebut akan menghasilkan listrik dengan kapasitas sebesar 30 hingga 40 kilowatt. Sebenarnya masih banyak daerah di Sumatera Utara yang berpotensi untuk dibangun pembangkit listrik tenaga mikro hidro, tetapi terkendala oleh teknologi dan biaya. Fakta di atas menunjukkan bahwa pembangkit listrik tenaga mikro hidro sangat sesuai digunakan di Indonesia. Potensi ini sangat banyak dan tidak digunakan dengan maksimal. Oleh karena itu, untuk mendapatkan manfaat dari sumber energi yang terbuang ini sangat dibutuhkan pengembangan teknologi PLTM dan PLTMH. Melihat potensi yang ada pengembangan teknologi ini
Universitas Sumatera Utara
menjadi salah satu terobosan dalam memenuhi kebutuhan listrik di pedesaan dan desa terpencil. Inilah yang menjadi latar belakang tugas akhir ini.
1.2
MAKSUD DAN TUJUAN PENELITIAN Maksud dari penelitian skripsi ini adalah untuk memenuhi syarat lulus
mendapatkan gelar Sarjana. Adapun tujuan dari penulisan ini adalah: 1. Merancang bangun instalasi pembangkit listrik piko hidro menggunakan pompa sentrifugal yang dioperasikan sebagai turbin. Rancang bangun instalasi ini dapat melakukan pengujian pada beberapa variasi head dan debit aliran air terjun. 2. Setelah dibangun, rancang bangun instalasi ini akan digunakan untuk menguji performansi sebuah pompa sentrifugal jika dioperasikan sebagai turbin. Dengan pengujian ini kita akan dapat menentukan apakah sebuah air terjun kecil di pedesaan dan daerah pedalaman dapat digunakan sebagai pembangkit listrik tenaga pyco hydro (beberapa literatur menyebut daya kurang dari 5 kW disebut piko hidro) dan kondisi operasi bagaimana yang paling baik digunakan untuk air terjun tersebut, sehingga dengan melihat kondisi di lapangan kita akan langsung dapat menentukan sistem rancangan dan jenis pompa yang paling efisien untuk digunakan.
Universitas Sumatera Utara
1.3
BATASAN MASALAH Rancang bangun instalasi ini diharapkan menjadi salah satu alternatif yang
ekonomis untuk pembangkit listrik tenaga air piko hidro dengan menggunakan pompa sentrifugal sebagai turbin. Melihat cakupan masalah begitu luas, maka perlu dilakukan pembatasan masalah yang akan diuji, yaitu: 1. Perhitungan efisiensi penggunaan pompa sentrifugal (dengan spesifikasi; head total (H) 12 meter, kapasitas (Q) 1,25 m3/menit) pada ketinggian (H) 5,18 meter dan (H) 9,29 meter (diukur dari poros pompa) sebagai turbin. 2. Memperhatikan perilaku dan karakteristik pompa sentrifugal yang digunakan sebagai turbin pada debit air, putaran pompa dan putaran generator (rpm), tegangan listrik (volt), dan kuat arus (ampere) terhadap pembebanan (bola lampu) 0 W, 100 W, 200 W, 300 W dan 400 W.
1.4
METODOLOGI PENELITIAN
1. Studi Literatur Berupa studi kepustakaan dengan mempelajari buku-buku, jurnal-jurnal, artikel maupun karya-karya ilmiah yang terkait, baik yang bersumber dari media cetak, elektronik maupun dari internet. 2. Diskusi Interaktif Melakukan diskusi dalam bentuk tanya-jawab antara mahasiswa dan dosen pembimbing menyangkut hal-hal yang berkaitan dengan rancang bangun instalasi ini serta memecahkan permasalahan yang dihadapi secara bersama. 3. Rancang Bangun Instalasi Dan Alat Penelitian
Universitas Sumatera Utara
1.6
SISTEMATIKA PENULISAN Laporan ini adalah buku skripsi yang terdiri atas beberapa Bab, yaitu:
1. BAB I
: Pendahuluan yang meliputi latar belakang penulisan, maskud dan tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi penelitian, keluaran skripsi serta sistematika penulisan.
2. BAB II
: Tinjauan pustaka yang berisi teori dasar pompa, turbin air, sistem PAT (Pump As Turbine) dan generator.
3. BAB III : Metodologi dan alat penelitian berisi sistematika atau alur (flow) proses pengujian dilakukan. 4. BAB IV : Hasil pengujian dan analisa. 5. BAB V
: Kesimpulan dan saran.
6. DAFTAR PUSTAKA 7. LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
