EVALUASI KINERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MINIHIDRO ( PLTM ) HUTARAJA DI KECAMATAN DOLOK SANGGUL KABUPATEN HUMBANG HASUNDUTAN PROPINSI SUMATERA UTARA Junmiflin Sihite1, Ivan Indrawan2, Syahrizal3 1
Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan Email:
[email protected] 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan Email:
[email protected] 3 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan Email:
[email protected]
ABSTRAK Krisis listrik yang terjadi mendorong pengimplementasian energi terbarukan sebagai upaya untuk memenuhi pasokan listrik Negara. PLTM adalah jenis pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air sebagai bahan bakarnya sehingga dapat menghasilkan listrik. Besarnya listrik yang dihasilkan oleh PLTM tergantung pada debit alirannya dan tinggi jatuh atau head pada instalasinya. Debit aliran dan tinggi jatuh berbanding lurus dengan daya yang dihasilkan. Dalam pelaksanaan studi ini dilakukan pengumpulan data primer dan data sekunder. Data primer mencakup inventarisasi komponen PLTM, mulai dari intake, saluran pembawa, hingga rumah pembangkit (power house). Data sekunder meliputi data curah hujan, topografi, as back drawing, daerah tangkapan air (catchment area), UKL & UPL, dll. Setelah data terkumpul, akan dilanjutkan pada tahap analisa. Analisa yang dilakukan meliputi analisa hidrologi yang bertujuan untuk mengetahui out put daya yang dapat dihasilkan PLTM, analisa Pekerjaan Sipil & Mekanikal Elektrikal, dan analisa Finansial yang bertujuan untuk mengetahui kelayakan dari sisi ekonomi. Study ini akan membahas bagaimana kinerja Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro Hutaraja apakah PLTM tersebut layak untuk dikembangkan? Dari hasil perhitungan menunjukan bahwa perhitungan debit andalan dengan Metode F.J. Mock menghasilkan debit andalan sebesar 3,312 m3/dtk dan daya yang dihasilkan sebesar 26.280.000 KwH/Thn. Dari perhitungan, biaya yang digunakan untuk pembangunan PLTM Hutaraja adalah ± Rp. 56.920.000.000,00. Berdasarkan hasil analisa hidrologi dan analisa finansial maka PLTM Hutaraja layak untuk dikembangkan mengingat waktu pengembalian biaya pembangunan jauh lebih kecil yaitu 7thn dari umur PLTM yaitu 20thn. Keywords : PLTM, Pembangkit Listrik, Mini Hidro
ABSTRACT Caused blackouts encourage the implementation of renewable energy in an effort to fulfill electricity supply of country. Mini hidro power is a type of electricity generation that use water as fuel energy so as to generate electricity. The amount of electricity generated by mini power depends on the discharge flow and high falls (head) on installation. Flow rates and high falls (head) directly proportional to the power generated. In the implementation of this study conducted primary data collection and data secondary. Primary data include mini power component inventory, ranging from the intake, the carrier channel, until power house. Secondary data includes the data of rainfall, topography, as back drawing, catchment area , UKL and UPL, etc.. Once the data is collected, the analysis will proceed in stages. The analysis includes hydrologic analysis aims to determine the output power can be generated micro power plants, analysis of Civil work & Mechanical Electrical work, and Financial analysis aimed to determine the feasibility of the economy. This study will discuss how the performance of Mini Hydro Power Plant Hutaraja whether the micro power deserves to be developed? From the calculation results show that the discharge calculation mainstay with FJ Mock method produce discharge mainstay 3,312 m3/dtk and power generated at 26.280.000 KwH/Yr. From the calculation, the cost of which is used for the construction of Mini Hidro Power Hutaraja is ± Rp. 56,920,000,000.00. Based on the results of the hydrologic analysis and financial analysis of the mini hidrologi power Hutaraja feasible to be developed, considering the construction cost payback time is 7 year much smaller than the age of micro power is 20 year. Keywords: PLTM, Power Plants, Mini Hydro
1
Pendahuluan Latar Belakang Di daerah Sumatra Utara terdapat berbagai daerah yang cukup berpotensi dalam pengembangan sumber daya energi khususnya pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro bahkan PLTA skala kecil – menengah. Potensi ini dapat dijumpai di daerah-daerah kabupaten yang berada di jajaran pegunungan Bukit Barisan seperti Dairi, Pakpak barat, Karo, Tapanuli Utara, Tapanuli Tengah dan Humbang Hasundutan. Sehingga PLTM ini merupakan salah satu alternatif yang cocok dikembangkan oleh PLN dalam penyediaan listrik sehingga kabutuhan eneri listrik untuk masyarakat dapat dipenuhi. Kabupaten Humbang Hasundutan merupakan salah satu daerah yang memiliki potensi dalam pengembangan pembangkit listrik tenaga minihidro dan mikrohidro, karena Kabupaten Humbang Hasundutan yang merupakan salah satu Kabupaten termuda di Propinsi Sumatera Utara, sebagai hasil pemekaran dari Kabupaten Tapanuli Utara yang secara geografis, terletak di bagian tengah Sumatera Utara, berada pada 2º 13' 2º 28' Lintang Utara dan 98º 10' - 98º 57' Bujur Timur. Menurut data dari Deperindag di Humbang Hasundutan terdapat 22 air terjun dengan debit aliran antara 0,8 s.d. 10 m³/s dan ketinggian air terjun antara 5 s.d. 70 m. Dari ke 22 air terjun tersebut diperkirakan dapat mensuplai energi listrik sebesar 29,3 MW (Farel Hasiholan Napitupulu, Potensi Air Terjun untuk PLTMH di Sumatera Utara, Medan 2008). Beberapa diantaranya telah banyak dimohon oleh pihak swasta untuk dikembangkan dapat dilihat dalam tabel berikut ini. Tabel 1. Daftar Air Terjun yang telah dimohon beberapa perusahaan Swasta No
Potensi Air Terjun Yang Dimohon
Keterangan
1
Aek Simonggo Tornauli, Kec. Parlilitan
Izin/tahap study kelayakan
2
Aek Simonggo Nambadia Kec. Parlilitan
Izin/tahap study kelayakan
3
Aek Riman Kec. Tarabintang
Penataan lokasi
4
Aek Sisira, Kec. Parlilitan
Tahap Study Kelayakan
5
Aek Sirahar, Kec. Pakkat
Penataan lokasi
6
Aek Simonggo Parduan, Kec. Tarabintang
Izin/tahap study kelayakan
7
Aek Rahu II, Kec. Parlilitan
Penataan Lokasi
8
Aek Rahu I, Kec. Parlilitan
Izin/tahap study kelayakan
9
Aek Simonggo, Kec. Parlilitan
Izin/tahap study kelayakan
10
Aek Nadumogor, Kec. Kec. Sijamapolang
Izin/tahap study kelayakan
11
Aek Sisira, Kec. Tarabintang
Izin/tahap study kelayakan
12
Aek Rambe, Kec. Tarabintang
Izin/tahap study kelayakan
13
Aek Simangira, Kec. Baktiraja
Izin/tahap study kelayakan
14
Aek Sibuluan, Kec. Onanganjang
Tahap Perpanjangan ijin prinsip
Sumber: Kantor Pertambangan dan Energi dan beberapa sumber lain.
METODOLOGI PENELITIAN Metode Meteorological Water Balance Dr. F.J. Mock Metode ini ditemukan oleh Dr. F.J. Mock pada tahun 1973 dimana metode ini didasarkan atas fenomena alam dibeberapa tempat di Indonesia. Dengan metode ini, besarnya aliran dari data curah hujan , karakteristik hidrologi daerah pengaliran dan evapotranspirasi dapat dihitung. Pada dasarnya metode ini adalah
2
hujan yang jatuh pada catchment area sebagian akan hilang sebagai evapotranspirasi, sebagian akan langsung menjadi aliran permukaan (direct run off) dan sebagian lagi akan masuk kedalam tanah (infiltrasi), dimana infiltrasi pertama-tama akan menjenuhkan top soil, kemudian menjadi perkolasi membentuk air bawah tanah (ground water) yang nantinya akan keluar ke sungai sebagai aliran dasar (base flow). Adapun ketentuan dari metode ini adalah sebagai berikut : 1. Data meteorologi Data meterologi yang digunakan mencakup : a.
Data presipitasi dalam hal ini adalah curah hujan bulanan dan data curah hujan harian.
b.
Data klimatologi berupa data kecepatan angin, kelembapan udara, tempratur udara dan penyinaran matahari untuk menentukan evapotranspirasi potensial (Eto) yang dihitung berdasarkan metode “ Penman Modifikasi “
2. Evapotranspirasi Aktual ( Ea) Penentuan harga evapotranspirasi actual ditentuakan berdasarkan persamaan : E = Eto x d/30 x m
(2.10)
E = Eto x (m / 20) x (18-n)
(2.11)
Ea = Eto – E
(2.12)
dimana : Ea = Evapotranspirasi aktual (mm), Eto = Evapotranspirasi potensial (mm), D= 27 – (3/2) x n, N = jumlah hari hujan dalam sebulan, m = Perbandingan permukaan tanah yang tidak tertutup dengan tumbuh-tumbuhan penahan hujan koefisien yang tergantung jenis area dan musiman dalam % , m = 0 untuk lahan dengan hutan lebat, M =Untuk lahan dengan hutan sekunder pada akhir musim dan bertambah 10 % setiap bulan berikutnya. m = 10 – 40% untuk lahan yang erosi , m = 30 –50 % untuk lahan pertanian yang diolah ( sawah ). 3. Keseimbangan air dipermukaan tanah (ΔS) a.
Air hujan yang mencapai permukaan tanah dapat dirumuskan sebagai berikut: ΔS = R – Ea
(2.13)
dimana : ΔS = Keseimbangan air dipermukaan tanah, R = Hujan Bulanan , Ea = Evapotranspirasi Aktual. Bila harga positif (R > Ea) maka air akan masuk ke dalam tanah bila kapasitas kelembapan tanah belum terpenuhi. Sebaliknya bila kondisi kelembapan tanah sudah tercapai maka akan terjadi limpasan permukaan (surface runoff). Bila harga tanah ΔS negatif ( R > Ea ) , air hujan tidak dapat masuk kedalam tanah (infltrasi) tetapi air tanah akan keluar dan tanah akan kekurangan air (defisit). b.
Perubahan kandungan air tanah (soil storage) tergantung dari harga ΔS. Bila ΔS negatif maka kapasitas kelembapan tanah akan kekurangan dan bila harga ΔS positif akan menambah kekurangan kapasitas kelembapan tanah bulan sebelumnya.
c.
Kapasitas kelembapan tanah (soil moisture capacity). Didalam memperkirakan kapasitas kelembapan tanah awal diperlukan pada saat dimulainya perhitungan dan besarnya tergantung dari kondisi porositas lapisan tanah atas dari daerah pengaliran. Biasanya diambil 50 s/d 250 mm, yaitu kapasitas kandungan air didalam tanah per m3. semakin besar porositas tanah maka kelembapan tanah akan besar pula.
d.
Kelebihan Air (water surplus)
3
e.
Besarnya air lebih dapat mengikuti formula sbb : WS = ΔS - Tampungan tanah
(2.14)
dimana : WS = water surplus, ∆S = R- Ea, Tampungan Tanah = Perbedaan Kelembapan tanah.
4. Limpasan dan penyimpanan air tanah (Run off dan Ground Water storage). a.
Infiltrasi (i) Infiltrasi ditaksir berdasarkan kondisi porositas tanah dan kemiringan daerah pengaliran. Daya infiltrasi ditentukan oleh permukaan lapisan atas dari tanah. Misalnya kerikil mempuyai daya infiltrasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan tanah liat yang kedap air. Untuk lahan yang terjal dimana air sangat cepat menikis diatas permukaan tanah sehingga air tidak dapat sempat berinfltrasi yang menyebabkan daya infiltrasi lebih kecil. Formula dari infiltrasi ini adalah sebagai berikut: i = Koefisien Infiltrasi x WS
(2.15)
dimana : WS = kelebihan air Koefisien Infiltrasi = 0 s/d 1,0 b.
Penyimpanan air tanah (ground water storage). Pada permulaan perhitungan yang telah ditentukan, besarnya penyimpanan air awal tergantung dari kondisi geologi setempat dan waktu.Persamaan yang digunakan adalah Vn = k. (Vn – 1) + ½ (1 + k ) in
(2.16)
(Sumber : PT. Tricon Jaya, Sistim Planing Irigasi Ongka Persatuan Kab. Donggala Hal V-4) dimana : Vn = Volume simpanan ait tanah periode n ( m3), Vn – 1 = Volume simpanan air tanah periode n – 1 (m3), K = qt/qo = Faktor resesi aliran air tanah (catchment are recession factor ) k =Faktor resesi aliran tanah berkisar antara 0 s/d 1 , ) qt = Aliran tanah pada waktu t (bulan ke t) , qo = Aliran tanah pada awal (bulan ke 0), in = Infiltrasi bulan ke n (mm). Untuk mendapatkan perubahan volume aliran air dalam tanah mengikuti persamaan : Vn = Vn - Vn – 1 c.
(2.17)
Limpasan (Run off ) Air hujan atau presipitasi akan menempuh tiga jalur menuju kesungai. Satu bagian akan mengalir
sebagai limpasan permukaan dan masuk kedalam tanah lalu mengalir ke kiri dan kananya membentuk aliran antara. Bagian ketiga akan berperkolasi jauh kedalam tanah hingga mencapai lapisan air tanah. Aliran permukaan tanah serta aliran antara sering digabungkan sebagai limpasan langsung (direc run off) Untuk memperoleh limpasan, maka persamaan yang digunakan adalah : BF = I - ( Vn ) Dro = WS – I Ron = BF +Dro dimana : BF I Δ Vn Dro WS Ron
( 2.18) (2.19) (2.20) = Aliran dasar (m3/dtk/km), = Infltrasi (mm), = Perubahan volume aliran tanah (m3), = Limpasan Langsung (mm), = Kelebihan air , = Limpasan periode n (m3/dtk/km2)
4
d.
Banyaknya air yang tersedia dari sumbernya. Persamaan yang digunakan adalah: Qn = Ron x A dimana: Qn= Banyaknya air yg tersedia dari sumbernya, periode n (m3/dtk), A = Luas daerah tangkapan (catchment area) Km2.
(2.21)
Debit Andalan (Qn) Debit andalan (dependable flow) adalah debit minimum sungai untuk kemungkinan terpenuhi yang sudah ditentukan yang dapat dipakai untuk pembangkit listrik. Kemungkinan terpenuhi ditetapkan 80% (kemungkinan bahwa debit sungai lebih rendah dari debit andalan adalah 20%). Debit andalan ditentukan untuk periode tengah – bulanan. Debit minimum sungai dianalisis atas dasar data debit harian sungai. Agar analisisnya cukup tepat dan andal, catatan data yang diperlukan harus meliputi jangka waktu paling sedikit 20 tahun. Jika persyaratan ini tidak bisa dipenuhi, maka metode hidrologi analitis dan empiris bisa dipakai. Dalam menghitung debit andalan, kita harus mempertimbangkan air yang diperlukan dari sungai di hilir pengambilan. Debit air yang ada dari waktu kewaktu mengalami penurunan seiring dengan penurunan fungsi daerah tangkapan air. Penurunan debit andalan dapat menyebabkan kinerja PLTM berkurang yang mengakibatkan pengurangan daya yang dihasilkan. Antisipasi keadaan ini perlu dilakukan dengan memasukan faktor koreksi besaran 80% - 90% untuk debit andalan. Faktor koreksi tersebut bergantung pada kondisi perubahan daerah aliran sungai (DAS). Dalam evaluasi kinerja Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro, metode perhitungan debit andalan dapat menggunakan metode simulasi perimbangan air dari Dr. F.J.Mock (KP.01,1936). Dengan data masukan dari curah hujan di Daerah Aliran Sungai, evapotranspirasi, vegetasi dan karakteristik geologi daerah aliran. Metode ini menganggap bahwa air hujan yang jatuh pada daerah aliran (DAS) sebagian akan menjadi limpasan langsung dan sebagian akan masuk ke tanah sebagai air infiltrasi, kemudian jika kapasitas menampung lengas tanah sudah terlampaui, maka air akan mengalir ke bawah akibat gaya gravitasi.
Klarifikasi pengukuran head (H) Pengukuran head dapat dilakukan dengan menggunakan peta tofografi atau beberapa metode pengukuran. Setelah didapatkan perkiraan head kotor ( gross head ), maka dilakukan penentuan head bersih ( netto head ) yang berhubungan dengan perencanaan bangunan sipil. Menghitung Daya Terinstall (P) P = Qn . H. ρ .g .ηtot Dimana: Qn = debit andalan (m3/s) H = tinggi jatuh efektif (m) ρ = massa jenis air ηtot = efisiensi total Pengumpulan Data Untuk mencapai tujuan dan sasaran penelitian ini maka tahapan proses penelitian yang dilakukan oleh penulis adalah sebagai berikut : 1. Studi Literatur Mencari, mengumpulkan dan mempelajari bahan-bahan atau teori-teori dari beberapa buku yang berhubungan dengan pembangkit listrik tenaga hidro (air) untuk pengerjaan tugas akhir.
5
2. Pengumpulan Data Mengambil data-data yang diperlukan yang terdiri dari : a. Data primer. Adalah data yang diambil langsung dari hasil pengukuran sendiri di lokasi study. Misalnya foto dokumentasi yang memperlihatkan kondisi PLTM. Informasi-informasi tersirat yang berhubungan dengan PLTM. b. Data sekunder. Adalah data yang diambil dari hasil pengukuran sebelumnya oleh pihak lain atau dari instansi terkait. Antara lain as back drawing PLTM, data curah hujan sepuluh tahun terakhir pengukuran, data KWH, data debit sungai. Selain itu data-data sekunder didapat juga dari hasil diskusi penulis dengan operator yang merupakan staf PT Bumi Humbahas Energi. Prosedur Penelitian 1. Menghitung debit andalan sungai berdasarkan data curah hujan yang menggunakan metode Dr.F.J.Mock. 2. Mengklarifikasi tinggi jatuh (Head) berdasarkan data tofografi. 3. Menghitung jumlah daya Terinstall.
ANALISA DAN PEMBAHASAN Tabel 2. Data Curah Hujan Sungai Aek Silang Untuk menghitung besar debit sungai yang dapat diandalkan akan dilakukan analisis data curah hujan minimal pengukuran sepuluh tahun terakhir. Berikut adalah data curah hujan yang digunakan pada penelitian ini yaitu data curah hujan hasil pengukuran pada stasiun pengamatan Gabe Hutaraja. DATA CURAH HUJAN (mm) DAS : S. Aek silang Stasiun : Gabe Hutaraja Tahun
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Agt
Sep
Okt
Nov
Des
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Jumlah Ratarata
76 82 163 188 156 208 166 370 247 161 1817 181,70
267 178 201 120 83 248 173 330 426 139 2165 216,50
238 192 136 260 170 81 191 224 123 239 1854 185,40
229 151 100 71 150 394 252 261 336 152 2096 209,60
120 64 167 90 80 29 272 110 42 85 1059 105,90
180 124 106 104 22 174 85 323 6 125 1249 124,90
155 136 120 79 113 90 28 280 200 133 1334 133,40
151 76 306 164 50 39 56 212 31 202 1287 128,70
63 85 157 290 291 202 271 144 335 104 1942 194,20
240 198 89 387 141 129 143 303 464 187 2281 228,10
135 128 35 201 151 188 446 307 332 269 2192 219,20
145 130 231 261 297 315 329 291 392 266 2657 265,70
Sumber: Stasiun Pengamatan Gabe Hutaraja Pada penelitian ini, analisis curah hujan dilakukan dengan menggunakan metode Dr.F.J.Mock. Tujuannya adalah untuk mengetahui jumlah presipitasi sungai sepanjang tahun sehingga dapat ditentukan debit disain. Untuk mengetahui hasil analisis data curah hujan untuk sungai Aek Silang dapat dilihat pada tabel 3 berikut:
6
Tabel 3. Perhitungan Debit Andalan
NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
DEBIT m3/det 24,718 24,216 22,822 22,627 20,249 20,152 19,760 19,329 18,868 18,166 18,081 16,746 16,662 15,817 15,203 15,129 14,908 14,731 14,368 13,680 13,490 13,350 13,280 13,170 13,170 13,030 12,700 12,290 12,270 12,050 12,050 11,700 11,650 11,560 11,460 11,440 11,410 10,970 10,560 9,940
PROB. % 0,826 1,653 2,479 3,306 4,132 4,959 5,785 6,612 7,438 8,264 9,091 9,917 10,744 11,570 12,397 13,223 14,050 14,876 15,702 16,529 17,355 18,182 19,008 19,835 20,661 21,488 22,314 23,140 23,967 24,793 25,620 26,446 27,273 28,099 28,926 29,752 30,579 31,405 32,231 33,058
PERHITUNGAN DEBIT ANDALAN NO. DEBIT PROB. m3/det % 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
9,890 9,700 8,780 8,680 8,290 8,260 8,240 7,940 7,890 7,790 7,720 7,670 7,560 7,560 7,400 7,280 7,280 7,090 7,010 6,960 6,790 6,660 6,600 6,550 6,450 6,220 6,110 6,060 6,030 6,030 5,680 5,670 5,510 5,500 5,470 5,430 5,300 5,260 5,150 5,140
7
34,167 35,000 35,833 36,667 37,500 38,333 39,167 40,000 40,833 41,667 42,500 43,333 44,167 45,000 45,833 46,667 47,500 48,333 49,167 50,000 50,833 51,667 52,500 53,333 54,167 55,000 55,833 56,667 57,500 58,333 59,167 60,000 60,833 61,667 62,500 63,333 64,167 65,000 65,833 66,667
NO. 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120
DEBIT m3/det 4,920 4,750 4,700 4,650 4,140 4,090 4,030 4,020 3,860 3,820 3,780 3,680 3,670 3,580 3,500 3,440 3,280 3,070 2,920 2,920 2,880 2,590 2,510 2,510 2,500 2,490 2,480 2,440 2,330 2,300 2,210 2,210 1,860 1,840 1,760 1,760 1,430 1,410 1,280 1,050
PROB. % 66,942 67,769 68,595 69,421 70,248 71,074 71,901 72,727 73,554 74,380 75,207 76,033 76,860 77,686 78,512 79,339 80,165 80,992 81,818 82,645 83,471 84,298 85,124 85,950 86,777 87,603 88,430 89,256 90,083 90,909 91,736 92,562 93,388 94,215 95,041 95,868 96,694 97,521 98,347 99,174
Berdasarkan interpolasi maka pada probabilitas 80% didapat debit andalan sebesar 3,312m3/s. ( lihat gambar 1).
Flow Duration Curve 26,00 24,00 22,00 20,00 Discharge (m3/s)
18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00
3,312
4,00 2,00 0,00 0
10
20
30
40
50
60
70
Probability (%) Gambar 1. FDC (Flow Duration Curve)
Analisa Potensi Daya Terbangkitkan Daya listrik yang dapat dibangkitkan dihitung dengan memakai persamaan: P= ρ.g.Q.Heff.ηtot Berdasarkan data dan hasil perhitungan maka diketahui parameter disain sbb:
Debit (Q)
= 3,312 m3/dtk ( Probabilitas kejadian 80% )
Tinggi jatuh (Heff)
= 100 m (berdasarkan data)
Efisiensi (ηtot)
= 0,9
Massa jenis air ( ρ )
= 1000 kg/m3
Grafitasi (g)
= 9,81 m/s2
P = 1000 x 9,81 x 3,312 x 100 x 0,9 = 2.924.164,8 W dibulatkan menjadi = 3000 KW = 3 MW
8
80
90
100
Analisa Biaya Biaya total pembangkitan energi listrik tenaga minihidro merupakan penjumlahan dari biaya modal dan biaya operasi dan perawatan. Karenanya dalam perhitungan biaya pembangkitan energi listrik, harus dihitung satu persatu dari ketiga biaya di atas. Berdasarkan perhitungan, biaya yang digunakan pada pembangunan PLTM Hutara adalah ± Rp.56.918.039.312,83. Estimasi biaya dapat dilihat pada tabel 4 berikut:
Tabel 4: Estimasi Biaya Pembangunan PLTM Hutaraja
No PEKERJAAN A
JUMLAH BIAYA
PEKERJAAN SIPIL 1
BENDUNG (WEIR)
Rp.3.708.344.841,21
2
BANGUNAN PENGAMBILAN (INTAKE)
Rp.1.250.781.896,22
3
KANTUNG LUMPUR (SANDTRAP)
Rp.1.833.120.536,71
4
SALURAN HANTAR WATERWAY
Rp.7.983.185.887,50
5
HEAD POND (KOLAM PENAMPUNG)
Rp.3.578.041.675,29
6
PENSTOCK
Rp.3.530.336.921,82
7
POWER HOUSE
Rp.1.974.400.672,09
8
TAILRACE
Rp. 478.967.622,03
9
METAL WORK
Rp. 801.359.259,96
10
LAIN-LAIN
Rp.4.523.500.000,00
JUMLAH
Rp.29.662.039.312,83
PEKERJAAN ELECTRO-MECHANIC
B 1
Hidraulic Power Pack for automatic Operation
Rp.310.000.000,00
2
Penstock Bifurcation (Branch Pipe)
Rp.520.000.000,00
3
Flywheel arrangement
Rp.200.000.000,00
4
Governing System (turbin + Electronic Speed Governor
Rp.8.328.000.000,00
5
Generator (self regulating brushless 3 phase)
Rp.5.496.000.000,00
6
MV Equipment & LV control board for SCADA
Rp.1.200.000.000,00
extented system 7
Tools and Paints
8
Delivery CIF Indonesia ( Belawan - North Sumatera )
Rp.30.000.000,00
9
Supervision fn erection + local erection work
Rp.696.000.000,00 Rp.1.700.000.000,00
10
Spareparts (LV Switchboard, Generator, MIV, Governor)
11
IMPORT DUTY ( PDRI, Bea Masuk)
Rp.1.500.000.000,00
II
Jaringan 20 KV (20 km)
Rp.7.060.000.000,00
JUMLAH
Rp.216.000.000,00
Rp.27.256.000.000,00
TOTAL BIAYA (A+B)
9
56.918.039.312,83
Kapasitas Terinstall
= 3000 KW = 3000 x (365 hari x 24 jam) = 3000 x 8760 = 26.280.000 KwH/Thn
Waktu Operasi ( n )
= 20 Thn
Biaya Investasi
= Rp. 56.918.039.312,00 dibulatkan menjadi = Rp. 56.920.000.000,00
Modal
= 30 % dari Biaya Investasi = 30% x Rp. 56.920.000.000,00 = Rp. 17.076.000.000,00
Utang ( pinjaman )
= 70 % dari Biaya Investasi = 70 % x Rp. 56.920.000.000,00 = Rp. 39.844.000.000,00
Bunga Pinjaman/ Thn
= 17 %
Biaya O & M
= Rp. 10,00 / KwH
Pajak Retribusi
= Rp. 10,00 / KwH
1.
PENGELUARAN /Thn ( Total Cost ) Biaya O & M
= Rp. 10,00 / KwH x 26.280.000 KwH = Rp 262.800.000,00
Pajak Retribusi
= Rp. 10,00 / KwH x 13.155.107,6 KwH = Rp 262.800.000,00
Bunga Pinjaman/Thn
= 17 % x Rp. 39.844.000.000,00 = Rp. 6.773.480.000,00
Cicilan
= Rp. 5.692.000.000,00 (Trial and Eror)
Dengan cicilan Rp. 5.692.000.000,00 tiap tahun, maka pinjaman beserta bunganya akan dapat dikembalikan pada tahun ke-7 dapat dilihat sbb: .
.
Total Cost
.
.
.
.
,
,
= 7 Thn = Biaya O & M + Pajak Retribusi + Bunga Pinjaman + Cicilan = Rp. 262.800.000,00 Rp. 262.800.000,00 Rp. 6.773.480.000,00 Rp. 5.692.000.000,00
+
Rp. 12.991.080.000,00
10
Aktual Cost/KwH
/
=
=
.
.
.
.
.
.
,
= Rp. 494,333/KwH = Rp. 500,00/KwH Harga Jual 2.
= Rp.700,00/KwH
PENDAPATAN /Thn Penjualan Listrik
= 26.280.000 KwH/Thn x Rp. 700,00 = Rp 18.396.000.00,00
3.
PEMASUKAN /Thn ( CIF ) = PENDAPATAN /Thn - PENGELUARAN /Thn = Rp.18.396.000.000,00 - Rp.12.849.168.000,00 = Rp.5.546.832.000
Untuk pemasukan pada tahun selanjutnya dapat dilihat pada tabel 5 berikut:
11
Tabel 5. Analisa Ekonomi Selama 20 Tahun P teristall tarif listrik Biaya Investasi Modal Pinjaman Bunga Pinjaman Biaya O & P Pajak Retribusi Cicilan/Thn Tahun Ke PEMASUKAN Penjualan PENGELUARAN Biaya O&P Pajak Retribusi Cicilan Bunga Pinjaman PEMASUKAN BERSIH
26.280.000 700 56.920.000.000,00 17.076.000.000,00 39.844.000.000,00 0,17 10,00 10,00 5.692.000.000
Kwh /Kwh Rp Rp Rp Rp/KwH Rp/KwH Rp
262.800.000 262.800.000
1
2
3
4
5
6
7
18.396.000.000
18.396.000.000
18.396.000.000
18.396.000.000
18.396.000.000
18.396.000.000
18.396.000.000
18.396.000.000
12.991.080.000,00 262.800.000,00 262.800.000,00 5.692.000.000,00 6.773.480.000,00
12.023.440.000 262.800.000 262.800.000 5.692.000.000 5.805.840.000
11.055.800.000 262.800.000 262.800.000 5.692.000.000 4.838.200.000
10.088.160.000 262.800.000 262.800.000 5.692.000.000 3.870.560.000
9.120.520.000 262.800.000 262.800.000 5.692.000.000 2.902.920.000
8.152.880.000 262.800.000 262.800.000 5.692.000.000 1.935.280.000
7.185.240.000 262.800.000 262.800.000 5.692.000.000 967.640.000
525.600.000,00 262.800.000 262.800.000
5.404.920.000,00
6.372.560.000
7.340.200.000
8.307.840.000
9.275.480.000
10.243.120.000
11.210.760.000
17.870.400.000
12
8
9
10
11
12
13
14
18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 525.600.000 262.800.000 262.800.000
525.600.000 262.800.000 262.800.000
525.600.000 262.800.000 262.800.000
525.600.000 262.800.000 262.800.000
525.600.000 262.800.000 262.800.000
525.600.000 262.800.000 262.800.000
17.870.400.000 17.870.400.000 17.870.400.000 17.870.400.000 17.870.400.000 17.870.400.000
13
15
16
17
18.396.000.000 18.396.000.000 18.396.000.000 525.600.000 262.800.000 262.800.000
525.600.000 262.800.000 262.800.000
525.600.000 262.800.000 262.800.000
17.870.400.000 17.870.400.000 17.870.400.000
18
19
20
18.396.000.000
18.396.000.000
18.396.000.000
367.920.000.000,00
525.600.000
525.600.000
525.600.000
77.449.920.000,00
262.800.000
262.800.000
262.800.000
262.800.000
262.800.000
262.800.000
17.870.400.000
17.870.400.000
17.870.400.000
290.470.080.000,00
CIF (PemasukanThn ke 20) COF (Pengeluaran Thn ke 20) Benefit
14
Kesimpulan Dari hasil analisis dan pembahasan yang telah diuraikan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut: 1.
Berdasarkan analisis curah hujan, klimatologi, dan tofografi mengindikasikan bahwa ada potensi debit sungai sebesar 3,312 m3/detik (probabilitas kejadian 80%) dengan head 100 m.
2.
Dari perhitungan, daya listrik yang dapat dibangkitkan adalah sebesar 3000 KW atau 26.280.000 KwH dalam setahun. Semua daya yang dihasilkan dijual ke PLN dengan harga jual Rp.700,00. Harga tersebut sesuai dengan peraturan pemerintah tahun 2009 yaitu ( Rp. 656,00 x 1,2 = Rp.787,2) / KwH.
3.
Biaya investasi yang dibutuhkan untuk membangun PLTM Hutaraja tersebut adalah Rp. 56.920.000.000,00 ( lima puluh enam milyar sembilan ratus dua puluh juta rupiah ).
4.
Dari hasil perhitungan, total CIF (pemasukan) selama 20 tahun adalah Rp.367.920.000.000,00, COF (pengeluaran) Rp.77.449.920.000,00, dan Benefit (pemasukan netto) Rp.290.470.080.000,00.
5.
Kondisi bangunan sipil pada PLTM Hutaraja masih dalam kondisi baik dan terurus sehingga masih belum perlu pengeluaran biaya untuk perbaikan.
Saran 1.
Karena masih banyak potensi tenaga air yang belum dibangkitkan di Kabupaten Humbahas, maka diharapkan adanya kajian kembali mengenai pemanfaatan potensi tersebut untuk pembangkit listrik dengan kapasitas yang lebih besar.
2.
Resapan air di daerah hulu perlu di jaga supaya aliran air tetap stabil, yaitu dengan melakukan gerakan penghijaun serta memastikan tidak terjadi penebangan hutan dan pembukaan lahan untuk perkebunan. Oleh karena itu, guna mendukung gerakan ini perlu diadakan sosialisasi kepada masyarakat, supaya tidak sembarangan menebang pohon, bahkan ditekankan supaya hutan dijaga dan dilestarikan.
3.
Kondisi tanah timbunan pada saluran pembawa perlu diperhatikan karena bahaya akan longsor.
15
DAFTAR PUSTAKA
Ir. Marsudi Djiteng. 2011. Pembangkitan Energi Listrik. Jakarta : Penerbit Erlangga.
Dr. Suyitno, Mpd. Juni 2011. Pembangkit Energi Listrik. Jakarta : Penerbit Rineka Cipta.
Eko Prastyo dkk. 2010. PLTMH Sebagai Solusi Permasalahan Energi Di Daerah Terpencil Dan Perencanaannya. Teknik sipil universitas Bengkulu : Bengkulu.
Ir. Wahyurida. Study Kelayakan Dan Disain Teknis Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro.
Technical Support Unit ( TSU ), Pembangunan Teknis Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro.Jakarta.
Damastuty Anya. Mei 1997. Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro.
Arif Ridwan. Survey potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di Kuta Malaka Kabupaten Aceh Besar Propinsi Nanggroe Aceh Darussalam. Pusat Penelitian Tenaga Listrik dan Mekatronik – LIPI : Bandung.
Dandekar, M.M dan K.N Sharma, 1991. Pembanglkit Listrik Tenaga Air . UI Press: Jakarta.
Amri, Khairul, 2008. Kajian Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di Sungai Air Kule Kabupaten Kaur.
Sakidiansyah, 2012. Evaluasi Kinerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di Desa Buluh Awar Kecamatan Sibolangit Kabupaten Deliserdang Propinsi Sumatera Utara. Tugas Akhir, Departemen Teknik Sipil USU.
16
