Oleh: Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat Dosen Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya

Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat, Analisis Penghitungan ...

73

ANALISIS PERHITUNGAN KAPASITAS DAYA TERPASANG DALAM PERENCANAAN PEMBANGUNAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO (PLTM) DI DESA BURNO, KECAMATAN SENDURO – KABUPATEN LUMAJANG

Oleh: Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat Dosen Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya

Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui informasi input dan output daya pada potensi PLTM di Desa Burno, Kecamatan Senduro, Kabupaten Lumajang serta mendisain pekerjaan Sipil, Mekanik, dan Elektrik yang ideal dari suatu PLTM di titik potensi. Sedangkan manfaat dari penelitian ini adalah sebagai informasi lengkap dalam perancangan PLTM bagi Pemerintah Daerah Kabupaten Lumajang pada titik potensi di Desa Burno, Kecamatan Senduro. Tahapan dari penelitian ini adalah studi literature, survey, identifikasi pengumpulan data debit air dan tinggi jatuh (head), Analisis data debit harian selama satu tahun yang mengalir di Desa Burno, Kecamatan Senduro, Kabupaten Lumajang. Desain dan kajian instalasi sipil meliputi pintu pengambilan, saluran penghantar, bak penenang, saringan sampah, rumah pembangkit hingga saluran pembuang dan menentukan jenis Turbin dan Generator. Hasil penelitian ini adalah perancangan PLTM, dengan berawal pada suatu potensi sumber daya air yang layak secara teknis untuk PLTM. Data input adalah sebagai berikut debit design sebesar 0,383 m3/s, beda tinggi efektif dari titik potensi adalah 8,3 m, sehingga daya yang dapat dibangkitkan sebesar 19,064 kW, atau 22,428 kVA dan mampu mencukupi kurang lebih 44 Rumah (Kepala Kelurga), dengan pembagian daya 500 VA per Rumah. Untuk desain teknis civil work, mechanic work, electric work dari perencanaan PLTM masing-masing diperoleh data teknis sebagai berikut : Saluran Pembawa dengan tipe saluran terbuka, gradient 6 %, panjang 99 m, untuk rumah pembangkit dengan tipe standar (pondasi beton, pasangan batu kali), sedangkan untuk pipa pesat menggunakan tipe permukaan dari bahan baja, dengan garis tengah 18 inchi dan panjang 18 m, untuk jaringan distribusi menggunakan saluran udara pada tiang besi, tegangan kerja 220 Volt /380 Volt sepanjang 2 km. Sedangkan untuk Turbin yang digunakan adalah jenis Med Cross Flow dengan jenis Generator adalah Motor Induksi yang dioperasikan sebagai Generator. Generator yang digunakan adalah 40 kVA. Kata Kunci: potensi PLTM, debit, head, perancangan, pekerjaan sipil

Kebutuhan listrik saat ini sudah menjadi kebutuhan utama penduduk. Di Jawa Timur dari tahun ke tahun sangat meningkat yang tidak diiringi oleh pembangunan sub sektor ketenagalistrikan dan ini menjadi perhatian pemerintah (Budiono, Chayun, 2003). Secara umum listrik adalah sarana untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat dan listrik juga merupakan

salah satu utilitas utama perumahan yang harus di penuhi di dalam pembangunan suatu perumahan baik perumahan sederhana di pedesaan maupun di dalam pembangunan rumah susun. Permasalahan yang ada pada saat ini adalah terbatasnya suplai tenaga listrik yang mengakibatkan krisis energi ketenaga listrikan. Sebagian besar pasokan listrik berasal dari Perusahaan

74

JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 3, NO 2, AGUSTUS 2014

Listrik Negara (PLN) melalui jaringan kabel (grid PLN). Jaringan utama tersebut menyediakan daya listrik yang umumnya berasal dari Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD), Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP), dan Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). PLTU biasanya menggunakan batubara ataupun gas sebagai bahan bakarnya. Jaringan Tenaga Listrik yang bersumber dari Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM) masih jarang ditemui. Oleh karena itu Pemerintah berupaya memberikan bantuan listrik bagi daerah terpencil atau belum berkembang yang belum terjangkau jaringan listrik PLN sebagaimana diamanatkan oleh Peraturan Pemerintah No. 3 Tahun 2005, dan berdasarkan ketentuan dimaksud Pemerintah Propinsi Jawa Timur c.q. Dinas Energi dan Sumber Daya Mineral melalui APBD mengupayakan bantuan Pembangkit Listrik Tenaga

Mikrohidro (PLTM) bagi penduduk desa /dusun terpencil yang belum terjangkau pelayanan listrik PLN ke depan dan tentunya melalui koordinasi dengan Pemerintah Kabupaten di Jawa Timur yang mengusulkan bantuan dimaksud. Kabupaten Lumajang dengan jumlah wilayah terdiri dari 21 wilayah kecamatan, 197 desa dan 7 kelurahan dengan luas wilayah ± 1.791 Km2 atau 3,74 % dari luas Propinsi Jawa Timur sebagian besar belum teraliri listrik, sementara hanya dengan sambungan pada jarak yang begitu jauh dari sumber tenaga listrik PLN, serta mempunyai potensi dekat dengan aliran sungai, mendapat bantuan pembangunan PLTM. Jarak Dusun dengan titik akhir jaringan listrik Nasional (PLN) 4 Km. Selama ini penduduk memperoleh aliran listrik dengan cara Oloran (Saluran listrik Lokal). Lebih jelasnya mengenai batas wilayah geografis Kabupaten Lumajang dapat dilihat pada Gambar 1 (Bapekab Lumajang, 2009).

Gambar 1. Batas Wilayah Geografis Kabupaten Lumajang


Selanjutnya untuk mendapatkan hasil pekerjaan pengadaan bantuan yang optimal sesuai dengan harapan, terarah dan sesuai dengan kondisi lapangan maka perlu dilakukan "Perencanaan' terlebih dahulu sebelum pengadaan bantuan pembangunan PLTM dimaksud. Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM). Penerapan pembangkit listrik tenaga mikrohidro di jaringan irigasi adalah untuk menunjang pembangunan pedesaan melalui peningkatan taraf sosial-ekonomi masyarakat desa. Jaringan irigasi yang banyak dibangun di daerah pedesaan untuk menunjang pembangunan pertanian menyimpan potensi tenaga air yang cukup besar untuk dimanfaatkan bagi PLTM. Penerapan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro di jaringan irigasi adalah untuk mengembangkan potensi tenaga air yang terdapat pada jaringan irigasi menjadi potensi tenaga listrik, dengan membuat pembangkit listrik tenaga mikrohidro pada bagian-bagian dari jaringan irigasi yang mempunyai potensi, dan menyalurkan tenaga listrik yang dihasilkan kepada masyarakat pemakai untuk dimanfaatkan bagi pengembangan potensi sosial-ekonomi desa (pendidikan, kesehatan, keluarga berencana, keagamaan, pertanian, peternakan, industri kecil/rumah, kerajinan, ketrampilan, perdagangan dan lain-lain). Potensi tenaga air tersebar hampir di seluruh Indonesia dan diperkirakan mencapai 75.000 MW, sementara pemanfaatanya baru sekitar 2,5 persen

75

dari potensi yang ada (Satriyo, Puguh Adi, 2004). Turbin air sebagai alat pengubah energi potensial air menjadi energi gerak dengan torsi putar yang dapat dimanfaatkan sebagai penggerak Generator, Pompa dan peralatan lain. Untuk daerah /lokasi yang mempunyai sumber energi air sangatlah menguntungkan apabila memanfaatkan teknologi Turbin Air. Keunggulan. Beberapa kelebihan dari Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM) antara lain adalah sebagai berikut : 1. Perawatan relatif mudah dan murah. 2. Potensi energi air yang melimpah; 3. Teknologi yang handal dan kokoh sehingga mampu beroperasi lebih dari 15 tahun; 4. Teknologi PLTM merupakan teknologi ramah lingkungan dan terbarukan; 5. Effisiensi tinggi (70-85 persen). Persyaratan Teknis. Untuk membangun Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM) dalam rangka menunjang pembangunan pedesaan melalui peningkatan taraf sosial-ekonomi masyarakat Desa, dibutuhkan beberapa persyaratan teknis sebagai berikut (Sutisna, Nanang, 2004): 1. Sistem pengelolaan jaringan irigasi cukup baik, sehingga pendistribusian air berlangsung secara teratur sepanjang tahun. 2. Debit air yang diperlukan tersedia sepanjang tahun dan dapat dipenuhi oleh Debit Sungai rata-rata pada musim kemarau.

76


3. Tinggi terjun yang cukup, yang bersama-sama dengan Debit aliran menghasilkan potensi tenaga air yang dinyatakan dengan Daya sumber : Ps =r.g.Q.H dengan : Ps = daya sumber (W) r = kerapatan massa air (kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/dt2) Q = debit aliran (m3/dt) H = tinggi terjun (m) Adapun Potensi Listrik Tenaga Mikrohidro dinyatakan dengan Daya hasil sebagai berikut : Ph = ht . Ps dengan : Ph = daya hasil (W) ht = effisiensi total PLTM (%) 4. Pembuatan PLTM tidak mengganggu sistem irigasi yang sudah ada, bahkan agar diusahakan adanya peningkatan /perbaikan. 5. PLTM menggunakan teknologi tepat guna agar pembuatan, pengoperasian dan pemeliharaannya dapat dilakukan dengan menggunakan tenaga kerja setempat. Persyaratan Sosio-Ekonomi. Upaya membangun Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM) dalam rangka menunjang pembangunan di Pedesaan melalui peningkatan taraf sosial-ekonomi masyarakat Desa dibutuhkan beberapa persyaratan sosioekonomi sebagai berikut (Danar, Donianto, 2008) : 1. Potensi listrik tenaga mikrohidro yang ada merupakan sumber daya yang dapat menunjang pembangunan pedesaan. Potensi sosial-ekonomi desa yang dapat

dikembangkan dengan adanya PLTM cukup besar. 2.Biaya pembuatan PLTM dapat ditanggulangi oleh usaha swadaya masyarakat, koperasi atau unit usaha swasta kecil dan menengah lainnya. 3.Usaha kelistrikan dari PLTM secara ekonomi dapat dipertanggung jawabkan, dalam arti potensi konsumen yang ada dapat menyerap produksi listrik yang dihasilkan dengan harga jual yang ditetapkan berdasarkan prinsip-prinsip pengusahaan. Potensi sumber daya manusia yang ada dapat diharapkan untuk mengelola PLTM secara baik dan handal. Pemilihan Tipe Turbin pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM). Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM) adalah suatu pembangkit listrik skala kecil yang mengubah energi potensial air menjadi kerja mekanis, memutar turbin dan generator untuk menghasilkan daya listrik skala kecil, yaitu sekitar 0-100 kW. Turbin merupakan salah satu mesin fluida yang mengubah energi mekanis fluida menjadi kerja poros. Terdapat dua jenis utama turbin, yaitu turbin aksi/impuls dan turbin reaksi. Pada turbin impuls, pancaran (jet) air bebas mendorong bagian turbin yang berputar yang ditempatkan pada tekanan atmosfir. Sebagai contoh turbin ini adalah turbin pelton, turgo, dan crossflow. Sedangkan pada turbin reaksi, aliran air terjadi pada tekanan tertutup. Sebagai contoh turbin ini adalah turbin kaplan, propeller dan turbin francis. Kedua jenis turbin tersebut tergantung pada perubahan momentum


dari air, sehingga gaya dinamiklah yang mengenai bagian yang berputar (Runner) dari turbin tersebut. Pada dasarnya pemilihan tipe turbin untuk PLTM sama seperti pemilihan tipe turbin pada PLTA konvensional yang pernah ada. Dasar pemilihan tipe turbin sebagai penggerak generator pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM) terlebih dahulu harus diketahui besaran Head (meter), debit air (m3/detik) , dan besarannya kecepatan putar turbin (n). Kecepatan putaran turbin diperoleh dengan mengetahui kecepatan air yang akan masuk sudu-sudu turbin, dengan merubah kecepatan linear menjadi kecepatan keliling (sentrifugal) pada poros turbin tersebut yang disebut dengan kecepatan keliling (U1 = D x phi x n). Dengan : U1 = Kecepatan Keliling D = Diameter Roda Turbin n = Putaran Turbin. Dalam pemilihan kecepatan putaran sedapatnya ditentukan setinggi mungkin, karena dengan kecepatan putar yang tinggi akan didapat momen punter (kopel) yang kecil, poros yang kecil, dan diameter roda turbin yang kecil, sehingga akan membuat ukuran Generator lebih kecil. Kecepatan keliling U1 meningkat dengan membesarnya n. Selanjutnya yang sangat penting untuk diketahui dalam merencanakan turbin adalah menentukan kecepatan spesifik (nq ) yang akan sangat menentukan dalam perencanaan tipe turbin yang akan digunakan dalam PLTMH. Besar kecepatan spesifik (nq) dapat diperoleh dengan rumus:

77

Dengan : n = Jumlah putaran permenit V = Kapasitas air ( m3/detik) H = Head/ tinggi air jatuh (m)

Gambar 2. Hubungan antara Net Head, Water Flow dan Daya Turbin

Gambar 3. Grafik Head = f(Nsq) pada Beberapa Jenis Turbin

Selain dengan menggunakan rumus diatas, nilai dapat juga diperoleh dengan menggunakan Grafik kecepatan spesifik Gambar 2 dibawah ini setelah

78


diketahui besar nilai Head, Putaran Turbin, dan Kapasitas air. Setelah mengetahui Kecepatan spesifik tersebut dapat ditentukan jenis Turbin yang akan digunakan. Apakah akan digunakan Turbin propeller, pelton, cross flow atau yang lainnya. Penentuan jenis Turbin untuk PLTM juga dapat secara langsung melalui Gambar 3 Grafik Head = f(Nsq) pada beberapa jenis turbin berikut setelah diketahui nilai kecepatan spesifik dari cara perhitungan diatas. Spesifikasi Teknis. Dengan memakai rumus di bawah ini, bisa dihitung kapasitas PLTM sesuai dengan spesifikasinya : P = r x g x Q x H x eff (Watt) Sebagai contoh disini diberikan data spesifikasi teknis untuk tipe DASTEL 400CF. DASTEL 400 CF. Net Head Hnet meter 10 15 20 30 40 Debit Q m3/s 0,61 0,75 0,86 1,10 1,22 Diameter Runner Do meter 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 Putaran turbin N Rpm 315 386 446 546 630 Power Ps kW 42 78 119 229 338 Efisiensi h 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 Lebar runner Bo meter 0,60 0,61 0,60 0,63 0,60 Diameter pipa Dia in 35 38 41 47 49 Selain tipe ini, telah dikembangkan pula tipe DASTEL 100,150 dan 200CF. Aplikasi. Sejauh ini, PLTM in telah diaplikasikan di antara lain Kampung Cibunar, Desa Pager Ageung, Tasikmalaya.

METODE PENELITIAN Dalam menyelesaikan permasalahan penelitian ini menggunakan metode sebagai berikut : - Observasi : survei lapangan (ke lokasi) - Analisis perhitungan matematis Lingkup Kegiatan Lingkup Kegiatan Perencanaan PLTM di Desa Burno, Kec. Senduro – Kab. Lumajang adalah sebagai berikut: 1. Pelaksanaan Pra Pembangunan / survey lapangan Di dalam kegiatan perencanaan pembangunan berupa survei potensi PLTM terdapat beberapa hal yang harus dipertimbangkan sebelum pembangkit mikro hidro tersebut dibangun, yaitu :  Penentuan titik lokasi penempatan rumah pembangkit. Penentuan titik lokasi untuk penempatan rumah pembangkit suatu PLTM merupakan langkah awal yang sangat menentukan rencana pembangunan, dan pemanfaatan hasilnya. Titik lokasi penempatan rumah pembangkit haruslah ditentukan secara cermat dan tepat karena hal ini akan berpengaruh terhadap : a.Bangunan (struktur geologi, pondasi, bahan, pemeliharaan bangunan dan keberadaan bangunan dari kemungkinan bencana banjir, longsor dll) b.Besaran potensi listrik c.Jaringan listrik ke rumah warga d.Biaya pembangunan, pemeliharaan dan operasional.


 Komunitas yang akan langsung terlibat. Hal-hal penting berupa keterlibatan penduduk sekitar proyek, pembangunan. Transportasi yang akan digunakan, kebisingan dan polusi udara yang akan diterima masyarakat, pemasangan tiang dan distribusi serta permasalahan tanah sehingga perlu disosialisasikan kepada masyarakat  Area tangkapan air (biasanya hutan); Ini merupakan faktor yang perlu dipertimbangkan, mengingat lahan yang tersedia terbatas. Jika populasi di daerah tempat akan dibangunnya PLTM pada daerah yang tinggi, maka kemungkinan besar akan terjadi penebangan hutan yang tidak dapat terkontrol, hal ini dapat mengakibatkan daerah tangkapan air dapat terganggu. Sehingga quantitas dari air yang merupakan sumber utama dari pembangkit PLTM dapat berkurang sehingga dapat mengakibatkan terganggunya oprasional dari pembangkit tersebut. 2. Perencanaan pengadaan PLTM, pembangunan fasilitas Sipil  Perencanaan pembangunan saluran, pembanguan bak penampung dan pemisah air, pembangunan penstock, pembangunan rumah Generator dan pembangunan struktur pembuangan air,

79

 Perencanaan pembangunan mekanik meliputi: Perencanaan pembangunan turbin dan pembangunan generator.  Perencanaan pembangunan Electrical: Perencanaan pembangunan transmisi mekanik, pembangunan kompensator beban, pembangunan saluran distribusi. Langkah Pelaksanaan Pekerjaan. Pekerjaan dilaksanakan dalam beberapa tahap, yaitu : 1. Tahap I :  Pengumpulan data sekunder /kajian pustaka.  Survey Lokasi / Penelitian lapangan, meliputi : - Informasi Potensi PLTMH (data awal). - Peninjauan lokasi. - Pengukuran topografi, debit air, head dll. - Tata guna lahan. - Kondisi elektrifikasi. - Pemakaian beban (KK). 2. Tahap II.  Studi kelayakan (Potensi SDA, Kondisi Alam, Kondisi desa dan Kondisi Lingkungan.  Perencanaan Teknis (Design Engineering), diantaranya : - Perencanaan Sipil. - Perencanaan Mekanikal. - Perencanaan Elektrikal. 3. Tahap III. Penyusunan laporan akhir (seluruh pekerjaan sesuai ruang lingkup)

80


dengan cara Oloran (Saluran listrik Lokal). Berdasarkan sensus penduduk pada akhir tahun 2007, jumlah penduduk Kecamatan Senduro tahun 2007 sebanyak 48.561 jiwa, dimana tingkat pertumbuhan penduduk rata-rata selama 5 (lima) tahun terakhir adalah sebesar 2,38 %. Sedangkan penduduk desa Burno 5078 jiwa atau 1246 KK. Penduduk Dusun Mlambing yang rencana mendapat aliran listrik PLTM adalah 158 Rumah, terdiri dari : RT.02 = 50 Rumah, RT.03 = 48 Rumah, RT.04 = 27 Rumah, RT.05 = 33 Rumah. Lebih jelasnya mengenai Peta Rumah penduduk Dusun di sekitar Pembangunan PLTM Dusun Mlambing, Kec. Senduro Kabupaten Lumajang dapat dilihat pada Gambar 4.

HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Data Wilayah. Wilayah Kabupaten Lumajang terletak pada ketinggian antara 0 – 3.676 m dari permukaan laut yang dibedakan atas : Bagian Tengah berupa dataran rendah sampai tinggi yang merupakan daerah subur; Bagian Utara berupa daerah perbukitan dan pegunungan yang kering dan tandus; Bagian Selatan berupa daerah rendah sampai tinggi yang kurang subur. Jarak lokasi rencana PLTM dengan ibu kota Kabupaten 18 Km, jarak dengan ibu kota kecamatan 21 Km, jarak menuju PLTM 4 Km dengan kondisi jalan belum beraspal. Jarak Dusun dengan titik akhir jaringan listrik Nasional (PLN) 4 Km. Selama ini penduduk memperoleh aliran listrik

u 12 11 10 9 8 7 6 5 4

3

2 1

SALURAN PEMBUANG SALURAN PEMBAWA L - 99 m RUMAH PEMBANGKIT

PIPA PESAT

BANGUNAN PENENANG

SUN GAI IREN G

- IRENG

KETERANGAN : Batas Wilayah : Irigasi SALURAN PEMBUANG

SALURAN PEMBAWA L - 99 m

RUMAH PEMBANGKIT PIPA PESAT BANGUNAN PENENANG

KETERANGAN : Batas Wilayah

: Jalan Setapak

: Irigasi

: Jalur Listrik

: Jalan Setapak

: Sekolah Dasar (SD)

: Jalur Listrik : Rencana Tiang Listrik

- IRENG AI IR EN G SUNG

: Jalan Aspal

: Masjid : Musholla

PETA RENCANA PLTMH


5 k.2 2 k.2

6 k.1 7 k.1

3 k.1

29

k.9

28

4 k.2

32

3 k.2

5 k.19 k.1

4 k.1 2 k.1

0 .11 k.1 k k.8

27 k.6

31 k.20 30

8 k.1

6 1 k.2 k.2

81

k.7

26 k.5

25

k.3 k.30 1

33

7 k.2

8 k.2

k.35

35

k.34

k.33

34

k.32

24

k.2

k.4

k.1

k.3

9 k.2

23

k.37

36

k.36

22

k.39

37

k.38

38

k.40

21

20

39 4 k.4

40

k.43

k.41

19

k.42

18

17

KETERANGAN 16

: Irigasi : Jalan Aspal

15

: Jalan Setapak 14

: Rencana Jalur Listrik : Rencana Tiang Listrik

13

CATATAN :

: Masjid

12

: Musholla

* Jarak antar tiang dari Tiang 1 s/d 23 adalah ± 44 meter

: Sekolah Dasar (SD)

* Jarak antar tiang dari Tiang 24 s/d 40 adalah ± 40 meter

: Rumah Penduduk k.1

: Kwh Meter

Gambar 4. Peta Rumah penduduk Dusun di sekitar Pembangunan PLTM Dusun Mlambing, Kec. Senduro - Kabupaten Lumajang

2. Data Pengukuran. A. Pengukuran Debit Aliran Sungai > Penampang aliran Kali = Ireng-irang bagian hulu > Panjang Total Penampang = 5 m > Law Water = Jam 12.00–13.00 (Tgl 24 Mei 2009) Detail hasil pengukuran Debit Air aliran Sungai ditunjukkan pada Tabel 1 dibawah ini. Tabel 1. Detail hasil Pengukuran Debit Air Aliran Sungai

Sumber: Hasil Survey Tim.

Dari Tabel 1. Detail hasil Pengukuran Debit Air aliran Sungai tersebut diatas, maka diperoleh : Jumlah Q 100 = 0.666 m3/dt. Q 80 = 0.533 m3/dt. B. Pengukuran Head. > Panjang saluran Pembawa=99 m > Panjang pipan tekan = 15 m > Saluran buang = 1.5 m > Total Head = 9.28 m Konsep Perencanaan Teknis PLTM Hasil pengukuran lapangan diperoleh data sebagai berikut : - Tinggi Terjunan (H) = 8.3 m - Debit Pembangkitan (Q) = 0.383 m3/dt - Panjang pipa (L) = 18 m - Diameter Pipa (D)=18 inc ( 0.4572 m) - Pipa (baja Cor) = 0.050 m Sebelum suatu PLTM dipertimbangkan untuk dibangun, sangat

82


penting untuk memprediksi ketersediaan tenaga dari debit sungai dan tinggi energi yang tersedia di lokasi. Besarnya potensi tenaga air teoritis dapat dihitung dengan rumus : Dengan : = tenaga air (watt) = massa jenis air (Kg/m3) = Debit Air (m3 /det). g = gravitasi bumi (9.8 m/det2). H = Tinggi air (m). = 1 Kg/m3x 9.8 x0.383 m3/det = 31.153 watt = 31.153 KW Maka hasil perhitungan diperoleh : = 31.153 KW Adapun Daya Turbin dapat dihitung dengan rumus : = Tenaga turbin air (Hp). = Tenaga air (watt). = Efisiensi turbin. = 0.9 x 31.153 KW = 28.037 KW Dengan nilai (Efisiensi Turbin) diambil asumsi = 0.90, hasil perhitungan diperoleh Daya Turbin Air :

= 22,428 kVA Bila direncanakan per rumah /KK mendapat Suplai Daya Listrik masingmasing sebesar 500 VA, maka jumlah rumah (maksimum) yang mendapat Suplai Daya Listrik dapat dihitung sebagai berikut :

= 44,856 Rumah = 44 Rumah Berdasarkan klasifikasi yang dibuat oleh Mosonyi, seperti dibawah ini :  Tinggi tekan rendah 2 – 15 m.  Tinggi tekan sedang 15 – 35 m.  Tinggi tekan tinggi > 50 m. Maka termasuk tinggi tekan rendah (2-15 m). Sedangkan berdasarkan KAK PLTM Desa Burno, Kec. Senduro – Kabupaten Lumajang diberikan hubungan Daya, Head, Tipe Turbin pada Tabel 2. Tabel 2. Hubungan Daya, Head, Turbin

= 28.037 KW. Adapun Daya Genset dapat dihitung dengan rumus : = 0.85 x 28,037 kW = 23,83 kW = 28,035 kVA Genset yang digunakan yaitu = 40 kVA. Beban maksimum Genset bisa dihitung : = 0.8 x 23,83 kW = 19.064 watt

Maka jenis turbin yang direkomendasikan adalah jenis turbin Med Cross Flow (Turbin Aliran Silang). Parameter kecepatan spesifik, yaitu kecepatan turbin dimana dapat dihasilkan 1 KW untuk setiap tinggi air jatuh H = 1 m, kecepatan ini ( ) dinyatakan dengan rumus :


Turbin dengan dengan : = Kecepatan turbin pada efisiensi maksimum (rpm). = daya turbin ( KW) = Tinggi air jatuh (m) Untuk kecepatan spesifik turbin pada efisiensi maksimum disarankan = 1200 rpm, maka kecepatan spesifiknya :

Maka untuk suatu kondisi air tertentu (Q dan H) berdasarkan kecepatan spesifiknya dapatlah dipilih/ditentukan jenis turbin yang sebaiknya dipergunakan agar diperoleh efisiensi maksimum. Acuan pemilihan Jenis Turbin berdasarkan kecepatan spesifiknya adalah pada Tabel 3. Hubungan antara jenis Turbin, Kecepatan Spesifik, Efisiensi dan Tinggi Air Jatuh sebagai berikut : Tabel 3. Hubungan antara jenis Turbin, Kecepatan Spesifik, Efisiensi dan Tinggi Air Jatuh.

Francis

Propeller

yang lebih

tinggi akan lebih ekonomis, karena yang tinggi berarti unit Turbinnya lebih kompak. Tetapi, kecepatan roda Turbin sangat tergantung pada konstruksi dan kekuatan material Turbin dan Generator atau bebanya. Oleh karena itu kecepatan poros Turbin air biasanya berkisar antara 125 dan 750 rpm. Sedangkan kecepatan sinkron dari Generator tergantung dari frekuensi dan jumlah pasang kutubnya. Kecepatan sinkron generator dihitung dengan :

dengan : f = frekuensi = 50 Hertz. P = jumlah pasang kutub generator = 4

= 450.6 rpm

Jenis Turbin Implus (Pelton)

83

Kecepata n spesifik 2–4 4

Efesiensi 85-90 90

Tinggi Air Jatuh 6000 – 2000 2000

4–7 30 – 82 82 – 90

90-82 90-94 94-93

2000-400 50 70-45

100 - 140

94

100-15

Sumber : Arismunandar (1997)

Jadi kecepatan Generator diambil sama dengan kecepatan poros Turbin Air. Rekomendasi Pemilihan Turbin  Tipe/macam turbin : Turbin Med Cros Flow.  Arah aliran turbin : Aliran Silang.  Katagori : Turbin dengan tinggi tekan 10 s/d 60 m.  Kecepatan spesifik : 450.1 rpm.  Tinggi tekan (H) : 8.3 m  Debit pengambilan : 0.383 m3/dt.  Kecepatan Generator sama dengan kecepatan poros Turbin Air. Hasil perhitungan diatas diperoleh data teknis untuk pembangkitan PLTM Mlambing yaitu ditunjukkan pada Tabel 4 berikut.

84


Tabel 4. Data Teknis PLTM Mlambing

2.

3.

4. 5.

6. PENUTUP Dari hasil Analisis perhitungan Kapasitas Daya terpasang dalam perencanaan pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM) di Desa Burno, Kecamatan Senduro, Kabupaten Lumajang dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Kapasitas Daya terpasang PLTM yang dapat dibangkitkan sebesar 19,064 kW

DAFTAR RUJUKAN Budiono, Chayun, 2003, Handbook dari Tantangan dan Peluang Usaha Pengembangan Sistem Energi Terbarukan di Indonesia Hal 5-6. Jakarta. Peraturan Pemerintah No. 3, Dinas ESDM Jatim, 2005, Bantuan PLTM bagi penduduk Desa /Dusun

7.

atau 22,428 kVA pada Debit rencana (rata-rata) = 0,383 m/dt dan Tinggi terjun = 8,3 m. Tipe Turbin yang sesusai dengan Daya dan Ketinggian (Head) adalah tipe Med Cross Flow (Turbin Aliran Silang). Dengan Kapasitas Daya terpasang yang dibangkitkan sebesar 19,064 kW atau 22,428 kVA mampu mencukupi kurang lebih 44 Rumah atau 44 KK (Kepala Keluarga) dengan pembagian Daya sebesar 500 VA per Rumah (KK). Genset yang digunakan 40 kVA 4.Saluran pembawa dengan tipe saluran terbuka, Gradien 66 %, panjang 99 m. 5.Pipa pesat dengan tipe permukaan, dari bahan Baja, dengan Garis tengah 18 inchi dan panjang 18 m. 6.Rumah Pembangkit dengan tipe Standar (Pondasi beton, pasangan batu kali). 7.Jaringan Distribusi dengan tipe Saluran Udara pada Tiang Besi dengan tegangan 220 /380Volt dan sepanjang 2 km

terpencil yang belum terjangkau pelayanan listrik PLN, Jakarta. Bapekab. Lumajang, 2009, Digitisasi Peta Administrasi Kecamatan dan Wilayah Laut Kabupaten Lumajang, Lumajang. Satriyo, Puguh Adi, 2004, Pemanfaatan Pembangkit Tenaga Listrik Mikrohidro untuk daerah terpencil,


Puslitbang Iptekhan Balitbang Dephan., Jakarta. Sutisno, Nanang, 2004, Departemen Energi kembangkan sistem Mikrohidro, Dept. ESDM, Jakarta. www.lin.go.id/ Danar Donianto, 2008, Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro, danardonianto.multiply.com/

85

Syahid Achmad, P.H. edy, 2013, Survey Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro di Desa Burno, Kecamatan Senduro, Kabupaten Lumajang, Tahun 21, No. 1, Jurnal Teknik Mesin UNM, Malang. Arismunandar W., 1997, Penggerak Mula Turbin, edisi 5, ITB, Bandung.

Oleh: Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat Dosen Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya

Recommend Documents