PEMANFAATAN GOT MIRING SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO (STUDI KASUS PADA GOT MIRING SALURAN IRIGASI BIK 21, DAERAH IRIGASI KEDUNG KANDANG, MALANG
MASDIWATI MINATI PUTRI 3106 100 097
DOSEN PEMBIMBING : Ir. SOEKIBAT ROEDY SOESANTO Ir. ABDULLAH HIDAYAT, M.T.
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG Kebutuhan energi terus meningkat dari waktu ke waktu Sumber energi yang berasal dari fosil terus menipis Diperlukan suatu sumber energi alternatif yang renewable
PERUMUSAN PERMASALAHAN
Berapa debit yang dapat digunakan untuk pemakaian PLTMH? Bagaimana disain bangunan pembangkit yang bisa diterapkan? Berapa daya listrik dapat dihasilkan dari pemanfaatan got miring tersebut? Bagaimana analisa ekonomi dari pembangunan PLTMH ini?
TUJUAN
Mengetahui debit yang dapat digunakan untuk PLTMH Mendapatkan desain bangunan pembangkit yang sesuai untuk PLTMH Mengetahui besarnya daya listrik yang dihasilkan dari pemanfaatan got miring BIK 21 Mengetahui besarnya tarif harga satuan listrik dari pembangunan PLTMH pada got miring BIK 21 (harga per kWh listrik yang dihasilkan)
BATASAN MASALAH (lanjutan) Cakupan masalah yang akan dibahas adalah: Analisa kemampuan air untuk PLTMH Perhitungan daya energi listrik yang dihasilkan Desain bangunan pembangkit Analisa ekonomi Desain power house, detail perhitungan bangunan sipil, desain spesifikasi turbin, tidak diikutsertakan dalam pembahasan.
METODOLOGI
BAGAN ALIR METODOLOGI START
Survey Pendahuluan
Pengumpulan Data: 1. Data Debit 2. Data Sedimentasi 3. Kondisi Exsiting
Studi Pustaka
Analisa dan Perhitungan
Analisa debit andalan
Perencanaan kemampuan tenaga air
Perencanaan bangunan pembangkit
Perhitungan head losses maks. 10%
Yes
Perhitungan energi listrik
Analisa ekonomi
Kesimpulan dan saran
STOP
No
HASIL ANALISA
DATA DEBIT 10 TAHUN Tahun 10 hari JAN
FEB
MAR
APR
MEI
JUN
JUL
AGUST
SEPT
OKT
NOP
DES
I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III
2000 811 877 914 914 954 954 1165 1185 1102 1102 1067 1067 1204 1204 1017 1017 1017 1017 1014 1014 895 896 609 682 516 869 493 422 434 463 451 437 518 555 737 927
2001 756 779 756 871 868 998 878 821 822 875 948 376 715 1060 988 927 624 570 566 584 562 609 459 463 452 442 474 486 515 439 474 553 395 515 535 713
2002 706 706 747 665 629 627 627 624 472 450 402 402 402 464 469 433 459 453 462 457 525 505 437 425 681 631 587 587 607 590 606 587 561 583 597 599
2003 729 643 739 702 604 604 560 516 456 436 448 498 492 456 433 439 439 430 430 426 466 351 340 304 311 328 338 338 369 419 459 482 491 487 516 546
2004 708 859 839 753 613 556 457 557 406 402 376 394 422 402 519 485 590 476 540 483 447 419 416 411 402 402 537 581 596 596 770 968 941 1028 1004 992
Debit (liter/dt) 2005 1050 1058 1053 786 786 770 780 785 711 630 608 624 689 677 635 642 666 684 647 501 501 492 410 434 429 435 552 573 579 579 579 851 860 906 749 785
2006 806 767 812 773 773 698 656 608 608 575 554 578 546 452 452 458 458 482 447 447 407 402 335 324 363 380 407 342 356 558 611 620 522 884 891 888
2007 927 902 789 705 732 675 675 689 687 854 458 407 383 362 350 366 375 359 323 354 329 329 363 356 356 384 539 369 369 321 317 326 551 642 848 861
2008 861 861 795 780 645 678 519 468 468 414 332 330 410 314 314 314 314 318 323 323 254 254 285 330 330 330 330 366 366 381 518 518 521 623 756 756
2009 752 702 702 702 702 576 576 576 465 507 471 537 534 537 534 537 539 540 482 488 438 462 474 474 473 539 543 572 566 587 572 570 570 524 483 483
2010 467 467 467
ANALISA DEBIT ANDALAN 1. Mengurutkan data dari terkecil sampai terbesar 2. Menghitung jumlah data yaitu sebesar n=363 3. Menentukan jumlah/banyaknya kelas data yang diperlukan (k) k = 1 + 3,3 log n k = 1+ 3,3 log 363 = 9,532 ≈ 10 4. Menentukan rentangan/wilayah data (R) R = Data tertinggi – Data terendah R = 1204 – 254 = 950 5. Mencari lebar interval kelas (C) C = R/k = 950/9,523= 99,662 ≈ 100 6. Merangking data debit dari terbesar sampai dengan terkecil dan menghitung frekuensi dan mencari probabilitasnya No
Interval Kelas Titik Tengah Frekuensi
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
254-354 354,1-454,1 454,2-554,2 554,3-654,3 654,4-754,4 754,5-854,5 854,6-954,6 954,7-1054,7 1054,8-1154,8 1154,9-1254,9
304 404,1 504,2 604,3 704,4 804,5 904,6 1004,7 1104,8 1204,9 Σ total
34 71 83 63 34 27 27 14 6 4 363
Frekuensi Kumulatif 363 329 258 175 112 78 51 24 10 4
% 100 9,063,361 7,107,438 4,820,937 3,085,399 214,876 1,404,959 661,157 2,754,821 1,101,928
Debit andalan 80% = 458,5206 liter/detik. Qmin= 20% x 458,5206 = 91,704 liter/detik
PERENCANAAN KEMAMPUAN TENAGA AIR Hbruto
= +350 – (+342,5) = 7,5 m Diperkirakan: Hlosses = 10% x Hbruto = 10% x 7,5 = 0,75 m Sehingga tinggi jatuh efektif diperkirakan sebesar: Heff = HBruto – Hlosses Heff = 7,5 – 0,75 Heff = 6,75 m Daya yang dihasilkan: P = P = P = 30,33 kW Sehingga daya yang terpasang diperkirakan sebesar: P’ = P x ∑η P’ = P x ηt x ηg x ηtr P’ = 30,33 x 0,76 x 0,89 x 0,95 P’ = 19,489 kW
PERENCANAAN SALURAN PENGARAH Direncanakan : Saluran terbuka berbentuk persegi dari pasangan beton Q = 0,458 m3/dt v saluran = 0,5 m/dt N = 0,022 H = 0,42 m maka: Q =Av 0,458 = A x 0,5 A = 0,916 m2 sehingga: A = 0,916 bxh = 0,916 b x 0,42 = 0,916 b = 2,2 m P = 2h + b = (2 x 0,42) + 2,2 = 3,04 m maka: v = 0,5 = = 0,02447 S = 0,0006
Parameter
Notasi
Nilai
Satuan
Debit rencana
Q
0,458
m3/dt
Panjang
L
Lebar saluran
B
2,2
m
Tinggi basah
h
0,42
m
Keliling basah
P
3,04
m
Luas penampang basah
A
0,916
m2
Jari-jari basah
R
0,301
m
S
0,0006
-
n
0,022
-
v
0,5
m/dt
w
0,20
m
Kemiringan dasar Koefesien manning Kecepatan Tinggi jagaan Konstruksi
m
Saluran persegi dengan pasangan beton
PERENCANAAN BANGUNAN UKUR Data – data saluran: Q = 0.458 m3/dt b = 2.2 m h = 0.42 m n = 0.022 S = 0.0006 Alat Ukur Drempel : Q = 0.458 = = 0.122 h = 0.246 m ≈ 0.25 m Untuk Qmin = 0.254 m3/dt Alat Ukur Drempel : Q = 0.254 = = 0.0675 h = 0.166 m atau h = 16,6 cm > 5 cm (memenuhi) Ternyata alat ukur drempel masih mampu mengukur debit bila Qmin = 0,254 m3/dt. Panjang Alat Ukur Drempel
sehingga,
0.2573 m L = 1.95 H1 max L = 1.95 x 0.2573 L = 0.5 m = 50 cm r = 0.2 H1 max r = 0.2 x 0.2573 r = 0.05 m ≈ 5 cm
Perencanaan Bak Pengendap Sedimen
Direncanakan sedimen maksimum = 0,2 mm Maka: vcr = vcr = 44 vcr = 19,67 cm/dt ≈ 0,197 m/dt v saluran = 0,273 m/dt 0,273 m/dt > vcr = 0,197 m/dt à perlu bak pengendap
Perencanaan Bak Pengendap Sedimen Direncanakan ukuran bak pengendap sedimen berdasarkan: Q andalan = 0,458 m3/dt Diameter butir = 0,2 mm Tinggi air dalam bak (h) = 1 m Kecepatan di bak pengendap (vn) harus dibawah kecepatan kritis, diambil = 0,18 m/dt maka: Panjang bak pengendap (L) = = = 9,06 m ≈ 9 m Lebar bak pengendap (B) = = = 2,544 m ≈ 2,6 m Kemiringan energi: Luas penampang (A) = h x b = 1 x 2,6 = 2,6 m Keliling penampang basah (P) = b + 2h = 2,6 + (2 x 1) = 4,6 m R = A/P = 0,565 Kemiringan bak pengendap (in) = = 0,000034
Perencanaan Kantong Pasir Direncanakan : kecepatan aliran untuk pembilasan diambil 1,5 m/dt. Debit (Qs) = 0,458 m3/dt Luas permukaan (As) = = 0,31 m2 Lebar dasar (bs)= 1 m maka: As = bs x hs 0,31 = 1 x hs hs = 0,31 m Rs = n = 0,022 is =
Perencanaan Periode Pengurasan Hasil analisa suspended load Tanggal
Debit (m3/dt)
27/04/2010
0,435
3/5/2010
0,462
8/5/2010
0,540
Posisi
Konsentras Volume i sedimen sedimen (m3/hari) (mg/l)
Tepi 1 Tengah Tepi 1 Tengah Tepi 2 Tepi 1 Tengah Tepi 2
19,7 12,7 20,2 11,6 19,5 35,6 30,3 43,5
0,740 0,477 0,806 0,463 0,778 1,661 1,414 2,030
Berdasarkan hasil analisa sedimen diatas, maka volume sedimen pada saat debit andalan, 0,458 m3/dt, diperkirakan mendekati dengan volume sedimen pada saat debit 0,462 m3/dt yaitu sebesar 0,806 m3/hari atau 24,18 m3/bulan. volume kantong pasir adalah: periode pengurasan adalah : = 6 hari sekali
Perencanaan Diameter Pipa Pesat
v = 0,125 (2 x 9,81 x 6,75)0,5 v = 1,44 m/dt Maka :
= = 0,6363 m Besar diameter pipa baja direncanakan sesuai dengan diameter yang tersedia di pasaran, Sehingga diameter yang diambil adalah 25 inchi atau sebesar 0,635 meter.
Perencanaan Tebal Pipa Pesat Dalam penentan tebal pipa pesat diperhitungkan gaya akibat tekanan air dalam pipa yang arahnya tegak lurus aliran air, Perhitungan gaya tekan air: Po = γ x Heff Po = 1000 x 6,75 Po = 6750 kg/m Sehingga tebal pipa pesat adalah:
δ = 0,0000992 m = 0,0992 mm syarat minimum tebal pipa : Sampai dengan diameter 0,8 m…… 5 mm Sampai dengan diameter 1,5 m…… 6 mm Sampai dengan diameter 2,0 m…… 7 mm Sehingga diambil ketebalan pipa minimum (δ) = 5 mm Dan tebal pipa harus ditambah sekitar 1 – 3 mm untuk cadangan karena karat pada pipa, sehingga dengan penambahan penebalan pipa 1 mm, tebal pipa rencana (δ) adalah: δ = 5+1 = 6 mm
Perencanaan Perletakan Pipa Pesat Pipa pesat yang digunakan dalam PLTMH ini sesuai dengan spesifikasi yang dijual di pasaran. Dengan spesifikasi sebagai berikut: Diameter = 25” atau 0,635 m panjang 1 pipa (L) = 6,5 m Untuk menyatukan antar pipa pesat pada tiap ujungnya akan disambung dengan sambungan las dan perletakan pipa pesat direncanakan setiap 13 m.
Kontrol Lendutan pada Pipa Pesat 1. Saat Pipa kosong a Pembebanan Berat sendiri(Gs) = 0,25 x π{(D+2δ)² - D²} x γbaja = 0,25xπ{(0,635+2,0,006)²-0,635²}x7850 = 94,85 kg/m b. Kontrol Lendutan Gs = 94,85 kg/m Modulus elastisitas (E) = 2,1, 106 kg/cm2 Momen inersia (I) = 30579,653 cm3 Lendutan yang terjadi (Δ) = = = 2,5 x 10-5 cm Lendutan ijin (Δijin) = = = 3,61 cm
Kontrol Lendutan pada Pipa Pesat Saat Pipa kosong a Pembebanan Berat sendiri(Gs) b. Kontrol Lendutan Gs Modulus elastisitas (E) Momen inersia (I) Lendutan yang terjadi (Δ)
= 0,25 x π{(D+2δ)² - D²} x γbaja = 0,25xπ{(0,635+2,0,006)²-0,635²}x7850 = 94,85 kg/m = 94,85 kg/m = 2,1, 106 kg/cm2 = 30579,653 cm3 = =
Lendutan ijin (Δijin)
= 2,5 x 10-5 cm = = = 3,61 cm
Kontrol Lendutan pada Pipa Pesat Saat Pipa penuh air a Pembebanan Berat sendiri(Gs) Berat air (Gw) b. Kontrol Lendutan Gs Modulus elastisitas (E) Momen inersia (I) Lendutan yang terjadi (Δ)
= 0,25 x π{(D+2δ)² - D²} x γbaja = 0,25xπ{(0,635+2,0,006)²-0,635²}x7850 = 94,85 kg/m = 0,25x π x D² x γw = 0,25x π x 0,635² x 1000 = 316,692 kg/m = 94,85 kg/m = 2,1, 106 kg/cm2 = 30579,653 cm3 = = = 2,5 x 10-5 cm
Lendutan ijin (Δijin)=
=
= 3,61 cm
Tegangan yang terjadi pada Pipa Pesat Tegangan Pada Perletakan Pada perletakan akan terjadi momen maksimum yang terjadi karena berat dari pipa dan air sepanjang jarak dari perletakan. momen maksimum yang terjadi adalah: M = = = - 2192,164 kgm Momen perlawanan yang terjadi : S=
= = 0,001918 m3 à kg/m2 …… ok!
Tegangan yang terjadi pada Pipa Pesat Tegangan Karena Perubahan temperatur
=
kg/cm2 …..ok!
Tegangan yang terjadi pada Pipa Pesat Tegangan Karena Perubahan temperatur
= Dimana : E λ t
kg/cm2 …..ok! = Modulus elastis baja (2,1, 106 kg/cm2) = 1,2 , 10-5/°C = perubahan temperatur (dianggap suhu kamar = 25°C)
Tegangan yang terjadi pada Pipa Pesat Tegangan Pergeseran pipa dan perletakan Gaya geser pada perletakan = -205,74 kg
Luas tebal pipa
= 0,0121 m2
Titik tangkap gaya geser =
=
= 0,0060036 m
Sehingga tegangan yang terjadi adalah : =
Tegangan yang terjadi pada Pipa Pesat =
Berat pipa kosong
Dimana : Gs = Berat pipa per meter (kg/m) δ = Tebal pipa (m) D = Diameter pipa (m) (betha) = Sudut kemiringan
Tegangan yang terjadi pada Pipa Pesat =
Expansion Joint
Dimana : f = Faktor koefisien e =Lebar packing Pa = Tekanan air = γw ,Heff (kg/m2) δ = Tebal pipa (m)
Tegangan yang terjadi pada Pipa Pesat =
Gaya tekan pada pipa sambungan
Dimana : Pa = Tekanan air = γw ,Heff (kg/m2) δ(bruto) = 2 δ(netto) (m) δ(netto) = Tebal pipa (m)
Perencanaan Bak Penenang =
bak penenang harus memenuhi kriteria sebagai berikut: 1. Dasar pipa pesat berada di atas permukaan sedimen yang direncanakan, dalam Pedoman Teknis Standardisasi Peralatan dan Komponen PLTMH yang dikeluarkan oleh Direktorat Jendral Listrik dan Pemanfaatan Energi,ESDM, disebutkan bahwa penstock harus terendam air dalam kedalaman minimum 2 kali diameter. 2. Menurut O.F Patty, pipa pesat harus berada di 3. Menurut laporan dari Nippon, pipa pesat ditempatkan pada jarak minimum (Minimum Operation Level) 2,5 D (diameter pipa pesat) dari muka air àPerencanaan MOL diambil dengan nilai terbesar, yaitu dihitung dengan persamaan Nippon MOL = 2,5 x D = 2,5 x 0,635 = 1,5875 m ≈ 1,6 m
Perencanaan Turbin =
Turbin yang digunakan adalah turbin crossflow type X- Flow T-14 D300 Low Head Series yang memiliki spesifikasi dengan tinggi jatuh efektif 3 - 9 meter dan debit 200 – 800 liter/detik
Estimasi Kehilangan Energi =
Kehilangan energi karena saringan kasar Posisi saringan kasar berada sebelum pipa pesat, sehingga kehilangan energi yang terjadi tidak banyak mempengaruhi tinggi yang ada, Dengan digunakan profil bulat dengan diameter 1 cm dan jarak 5 cm, kehilangan energi yang terjadi adalah:
= 0,00033 m dimana :
Hr φ s b v g α
= Kehilangan energi karena saringan( m ) = Koefisien profil = Lebar profil dari arah aliran (m) = Jarak antar profil saringan ( m ) = Kecepatan aliran ( m/dt ) = Gravitasi bumi, diambil 9,81 m/dt² = Sudut kemiringan saringan
Estimasi Kehilangan Energi =
Kehilangan energi pada entrance Direncanakan bentuk mulut adalah circular bellmouth entrances didapatkan koefisien rata-rata sebesar 0,05 Sehingga nilai kehilangan energi adalah:
= 0,0023 m dimana : He = Kehilangan energi pada entrance ( m ) Ke = Koefisien bentuk mulut Δv = Selisih kecepatan sebelum dan sesudah entrance ( m/dt ) g = Gravitasi bumi, diambil 9,81 m/dt²
Estimasi Kehilangan Energi =
Kehilangan energi karena gesekan sepanjang pipa
dimana : Hf = Kehilangan energi sepanjang pipa ( m ) f = Koefisien gesek pipa v = Kecepatan pada pipa ( m/dt ) g = Gravitasi bumi, diambil 9,81 m/dt² D = Diameter pipa ( m )
Estimasi Kehilangan Energi =
Kehilangan energi karena belokan pipa Bentuk belokan
Arah
keterangan
r (mm)
180595
D
R
D (mm)
0,635
r/D
2,844,015,748
Kb
0,08
Harga koefisien kehilangan tinggi energi
r/D 1 9
2
4
5
6
7
8
a (b)
Kb 0,30 0,16 0,12 0,11 0,09 0,09 0,08 0,08 0,08
= 0,00846 m
dimana : Hl v g Kb
3
= Kehilangan energi karena belokan pipa ( m ) = Kecepatan aliran pada pipa ( m/dt ) = Gravitasi bumi ( 9,81 m/dt² ) = Koefisien kehilangan energi yang nilainya tergantung r/D
Estimasi Kehilangan Energi =
Total Kehilangan energi Htotal= Hr +He + Hf + Hl = 0,00033 + 0,0023 + 0,5 + 0,00846 = 0,512333 m ≈ 0,512 m Nilai ini lebih kecil dari asumsi awal kehilangan energi sebesar 10% dari tinggi bruto sebesar 0,75 m. Sehingga perencanaan ini dapat digunakan.
Perhitungan Energi Listrik =
Dari grafik diketahui nilai Q yaitu : Q80 = 458 liter/detik = 0,458 m3/detik Q90 = 407 liter/detik = 0,407 m3/detik Q100 =254 liter/detik = 0,254 m3/detik
=
Perhitungan Energi Listrik =
Efisiensi yang digunakan berdasarkan spesifikasi jenis turbin yang digunakan adalah: Efisiensi turbin (ηt) = 0,76 Efisiensi generator (ηg) = 0,89 Efisiensi transformator (ηtr) = 0,95 sehingga efisiensi total yang dihasilkan adalah: ∑η = ηt x ηg x ηtr = 0,76 x 0,89 x 0,95 = 0,64258 dengan Heff = Hbruto - Hlosses = 7,5 – 0,512 = 6,988 m daya yang dihasilkan adalah: P= P80 = 9,81 x 0,458 x 6,988 x 0,64258 = 20,175 kW P80 = 9,81 x 0,407 x 6,988 x 0,64258 = 17,928 kW P80= 9,81 x 0,254 x 6,988 x 0,64258 =11,189 kW
=
Perhitungan Energi Listrik =
Energi yang diperoleh: E1 = P80 x 80% x 366 x 24 = 20,175 x 0,8 x 365 x 24 = 141386,4 kWh E2 = (P80 + P90)/2 x 10% x 365 x 24 = (20,175+17,928)/2 x 0,1 x 365 x 24 = 16689,114 kWh E3 = (P90 + P100)/2 x 10% x 365 x 24 = (17,928+ 11,189)/2 x 0,1 x 365 x 24 = 12753,246 kWh Sehingga total energi yang diperoleh dalam 1 tahun adalah: ΣE = E1 + E2 + E3 = 141386,4 + 16689,114 + 12753,246 = 170828,76 kWh
=
Analisa Ekonomi =
Biaya pembangunan PLTMH adalah sebagai berikut: Jenis Pengeluaran
Vol
Unit
1
set
Harga satuan (Rp)
Jumlah (Rp)
Peralatan pembangkit Turbin,dismanting joint,adaptor, extra flange and base frame
110,000,000
110,000,000
Speed increaser
1
set
11,000,000
11,000,000
Ballast load: air heater
1
set
28,600,000
28,600,000
Power house wiring
1
set
3,960,000
3,960,000
Mekanikal dan electrical toolkit
1
set
2,750,000
2,750,000
Suku cadang mekanik dan elektrik
1
set
7,370,000
7,370,000
Packing, trucking, shipping
1
Ls
10,000,000 sub total :
10,000,000 208,330,000
Pekerjaan sipil dan persiapan Persiapan kerja dan mobilisasi
1
Ls
28,000,000
28,000,000
Intake
1
Ls
30,000,000
Pelimpah
1
Ls
5,000,000
30,000,000 5,000,000
Penstock baja 25"-6.5m
34
Ls
2,000,000
68,000,000
Pondasi dan angker penstock
17
Ls
1,000,000
17,000,000
Pondasi turbin dan generator
1
Ls
24,000,000
24,000,000 25,000,000
Rumah turbin
1
Ls
25,000,000
Tailrace
1
Ls
7,000,000
7,000,000
Finishing
1
Ls
3,500,000
3,500,000
sub total : Total Overhead pelaksanaan Total pekerjaan
207,500,000 415,830,000
10%
41,583,000 457,413,000
=
Analisa Ekonomi
= =
=
Nilai Jual kepada PLN Untuk investasi awal akan digunakan dari pinjaman di bank diasumsikan dengan nilai suku bunga 10% dengan masa pengembalian selama 20 tahun. Sehingga nilai Capital Recovery Factor (CRF) yang digunakan yaitu 0,11746. CRF ini akan menjadi faktor pengembalian investasi di bank tiap tahunnya. Sehingga biaya pengembalian tiap tahun selama 20 tahun adalah: Biaya pengenbalian = Rp. 53.727.731 Biaya pengeluran per tahun Jenis Pembiayaan
Vol
Unit
Harga satuan
Biaya Operasional dan perawatan Operator dan pengelola Perawatan elektrikal-mekanikal Perawatan bangunan sipil Administrasi dan umum
3 1 1 1
org unit unit unit
6,000,000 4,000,000 5,000,000 1,500,000
Jumlah 18,000,000 4,000,000 5,000,000 1,500,000 28,500,000
Sehingga nilai jual listrik kepada PLN minimal sebesar : = = = Rp 481 /kWh
=
Kelayakan investasi Nilai ini didasarkan pada nilai nett present value. Biaya operasional dan perawatan direncanakan meningkat setiap tahun sebesar 5% dengan
Analisa Ekonomi
= =
=
Kelayakan investasi Nilai ini didasarkan pada nilai nett present value. Biaya operasional dan perawatan direncanakan meningkat setiap tahun sebesar 5% dengan pendapatan yang konstan setiap tahun. Sehingga neraca Cash Flow untuk mencari NPV adalah sebagai berikut: Tahun ke Investasi Pengembalian Pengeluaran OM Pendapatan Total NPV 10
0 -457,413,000
1
2
3
4
5
6
7
8
9
53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 28,500,000 29,925,000 31,421,250 32,992,313 34,641,928 36,374,025 38,192,726 40,102,362 42,107,480 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 -457,413,000 23,686,100 22,261,100 20,764,850 19,193,788 17,544,172 15,812,076 13,993,374 12,083,738 10,078,620 -433,726,900 -411,465,800 -390,700,949 -371,507,162 -353,962,990 -338,150,914 -324,157,540 -312,073,801 -301,995,181 11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 53,727,731 44,212,854 46,423,497 48,744,672 51,181,905 53,741,001 56,428,051 59,249,453 62,211,926 65,322,522 68,588,648 72,018,081 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 105,913,831 7,973,246 5,762,603 3,441,428 1,004,195 -1,554,900 -4,241,950 -7,063,353 -10,025,826 -13,136,422 -16,402,548 -19,831,980 -294,021,935 -288,259,332 -284,817,903 -283,813,709 -285,368,609 -289,610,559 160,739,088 127,027,162 91,629,640 54,462,242 15,436,474
Dengan masa investasi selama 20 tahun, ternyata pada tahun ke 16 NPV menunjukkan angka positif, maka dapat keutungan sudah bisa didapat pada tahun ke 16 walaupun masih harus membayar biaya pengembalian pinjaman sampai tahun ke 20. Mulai pada tahun ke-21 dan selanjutnya, biaya yang dikeluarkan hanyalah operasional dan perawatan saja.
=
Kelayakan investasi Nilai ini didasarkan pada nilai nett present value. Biaya operasional dan perawatan direncanakan meningkat setiap tahun sebesar 5% dengan = =
Analisa Ekonomi
=
Harga satuan listrik untuk masyarakat Pola penggunaan listrik komulatif tiap harinya adalah sebagai berikut :
=
Kelayakan investasi Nilai ini didasarkan pada nilai nett present value. Biaya operasional dan perawatan direncanakan meningkat setiap tahun sebesar 5% dengan
Analisa Ekonomi
= =
=
Daily Load Curve
Daya dari kW 11.10 12.11 12.11 12.11 11.10 12.11 10.09 9.58 9.08 8.57 10.09 10.09 9.08 11.10 11.10 12.11 12.11 14.12 19.17 20.18 20.18 19.17 16.14 14.12
Daya KekW 12.11 12.11 12.11 11.10 12.11 10.09 9.58 9.08 8.57 10.09 10.09 9.08 11.10 11.10 12.11 12.11 14.12 19.17 20.18 20.18 19.17 16.14 14.12 11.10
daya rata2 kW 11.60 12.11 12.11 11.60 11.60 11.10 9.84 9.33 8.83 9.33 10.09 9.58 10.09 11.10 11.60 12.11 13.11 16.64 19.67 20.18 19.67 17.65 15.13 12.61
energi kWh 11.60 12.11 12.11 11.60 11.60 11.10 9.84 9.33 8.83 9.33 10.09 9.58 10.09 11.10 11.60 12.11 13.11 16.64 19.67 20.18 19.67 17.65 15.13 12.61
energi kom. kWh 11.60 23.71 35.81 47.41 59.01 70.11 79.94 89.27 98.10 107.43 117.52 127.10 137.19 148.29 159.89 171.99 185.11 201.75 221.42 241.60 261.27 278.92 294.05 306.66
=
Kelayakan investasi Nilai ini didasarkan pada nilai nett present value. Biaya operasional dan perawatan direncanakan meningkat setiap tahun sebesar 5% dengan = =
Analisa Ekonomi
=
Energi yang digunakan oleh masyarakat dalam 1 tahun adalah: ∑Etahun = ηj x ∑Ehari x 365 = 0,95 x 306,66 x 365 = 106.334,355 kWh dimana : ∑Etahun = Energi komulatif dalam 1 tahun ηj = efisiensi jaringan diambil 0,95 ∑Ehari = Energi komulatif dalam 1 hari 365 = Jumlah hari dalam 1 tahun
=
Analisa Ekonomi
= =
=
Kebutuhan listrik rumah tangga rata-rata Daya
Jumlah
Penggunaan
Energi
Energi
Watt
alat
jam/alat/hari
Wh/hari
Wh/bulan
Lampu pijar
15
4
6
360
10,800
lampu TL
20
1
12
240
7,200
TV CRT 14"
75
1
12
900
27,000
radio
25
1
6
150
4,500
sterika
450
1
1
450
13,500
total
585
Alat
63,000
Sehingga total per bulan tiap rumah tangga adalah: 63.000 Wh = 63 kWh Sehingga total pengguna listrik maksimum adalah: = = 141 rumah
=
Analisa Ekonomi
= =
=
Rencana anggaran biaya pembangunan jaringan Deskripsi
Vol
Unit
Pekerjaan jaringan dan instalasi rumah Tiang 6m kayu unit 22 Kabel twisted 4 x 35 mm2 m 855 Aksesoris Instalasi Pengkabelan rumah Total pekerjaan
set set unit
22 22 171
Harga satuan
Jumlah (Rp)
200,000 47,500
4,400,000 40,612,500
200,000 200,000 500,000
4,400,000 4,400,000 85,500,000 139,312,500
Dengan menggunakan nilai suku bunga 10% untuk 20 tahun dengan CRF 0,11746, pengembalian tiap tahun adalah: Rp. 16.363.646 Untuk biaya beban tiap rumah akan dikenakan tarif karena pengadaan jaringan, yaitu minimal sebesar: = = Rp 988.031,91 Karena pengembalian pinjaman selama 20 tahun dengan nilai CRF 0,11746, maka per rumah akan dikenakan biaya per bulan sebesar: = = Rp 9671,19 Sehingga diambil besarnya biaya beban per bulan per rumah Rp. 14.000,00. Biaya ini akan dikenakan kepada masyarakat untuk duapuluh tahun pertama.
=
Analisa Ekonomi
= =
=
Biaya pengeluaran per tahun untuk masyarakat Deskripsi Vol Biaya Operational dan perawatan Operator dan pengelola 3 Perawatan elektrikal – mekanikal 1 Perawatan bangunan sipil 1 Administrasi dan umum 1 Pengembalian pinjaman Pinjaman pembangkit Pinjaman jaringan Total biaya per tahun
1 1
Unit
Harga satuan
org
6,000,000
18,000,000
4,000,000 5,000,000 1,500,000 sub total :
4,000,000 5,000,000 1,500,000 28,500,000
53,727,731 16,363,647 sub total :
53,727,731 16,363,647 70091377.98 98591377.98
unit unit unit
unit unit
Jumlah
Namun untuk menghitung nilai jual listrik minimum, pengembalian pinjaman untuk jaringan tidak disertakan. Hal ini dikarenakan besarnya pengembalian dibayarkan oleh masyarakat dalam tarif beban tiap bulannya dalam duapuluh tahun pertama. Besarnya nilai jual listrik minimal sebesar : = Rp 481,35 /kWh
=
= =
Analisa Ekonomi
=
Nilai jual listrik bersubsidi dari PLN yang akan digunakan adalah rumah tangga dengan tegangan rendah (R-1/TR) dengan daya 1300 VA. Menurut PLN memiliki tarif dasar listrik per bulan sebagai berikut: Biaya beban : Rp. 30.000,00 Biaya listrik : Blok I – 0 s.d 20 kWh Rp. 385,00 Blok II – > 20s.d 60 kWh Rp. 445,00 Blok III – > 60 kWh Rp. 495,00 direncanakan nilai jual per kWh Rp. 700,00.
=
Analisa Ekonomi
= =
=
Kelayakan nilai jual untuk masyarakat Besarnya pendapatan tiap tahun dari listrik tanpa biaya beban adalah : = (harga per kWh) x (Energi 1 tahun) = 700 x 170.828,76 = Rp 119.580.132,00 Nilai kelayakan investasi ini didasarkan pada nilai nett present value (NPV). Karena adaya kemungkinan terjadinya inflasi dan kenaikan harga di masa yang akan datang, maka ada beberapa anggaran biaya yang direncanakan meningkat tiap tahunnya. Biaya operasional dan perawatan direncanakan meningkat setiap tahun sebesar 3% dengan pendapatan yang konstan setiap tahun. Pada tahun pertama diasumsikan bahwa pemakai jaringan PLTMH sebesar 25% dari total jumlah total calon pengguna, 50% pada tahun kedua, dan sisanya 25% pada tahun ke-3. Sehingga neraca Cash Flow untuk mencari NPV adalah sebagai berikut: Tahun ke PENGELUARAN Investasi 1 -Pembangunan PLTMH -pembangunan jaringan 2 Pengembalian Pembangkit 3 Pengembalian Jaringan 4 Pengeluaran O&M PEMASUKAN 1 Pemasukan beban 2 Pendapatan listrik TOTAL NPV
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-457413000
-457413000
-34828125 53727731 4090912 23500000
-69656250 53727731 12272735 24205000
-34828125 53727731 16363647 24931150
53727731 16363647 25679085
53727731 16363647 26449457
53727731 16363647 27242941
53727731 16363647 28060229
53727731 16363647 28902036
53727731 16363647 29769097
53727731 16363647 30662170
5922000 29895033 -80329734.56 -537742734.6
17766000 89685099 -52410616.69 -590153351.3
23688000 119580132 13417479 -576735872.3
23688000 119580132 47497669.5 -529238202.8
23688000 119580132 46727296.97 -482510905.8
23688000 119580132 45933813.25 -436577092.5
23688000 119580132 45116525.03 -391460567.5
23688000 119580132 44274718.16 -347185849.3
23688000 119580132 43407657.09 -303778192.2
23688000 119580132 42514584.18 -261263608.1
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
53727731 16363647 31582035
53727731 16363647 32529496
53727731 16363647 33505381
53727731 16363647 34510542
53727731 16363647 35545859
53727731 16363647 36612234
53727731 16363647 37710601
53727731 16363647 38841919
53727731 16363647 40007177
53727731 16363647 41207392
12272735 42443614
4090912 43716922
23688000 119580132 41594719.09 -219668889
23688000 119580132 40647258.04 -179021630.9
23688000 119580132 39671373.16 -139350257.8
23688000 119580132 38666211.73 -100684046.1
23688000 119580132 37630895.47 -63053150.59
23688000 119580132 36564519.71 -26488630.88
23688000 119580132 35466152.68 8977521.804
23688000 119580132 34334834.64 43312356.45
23688000 119580132 33169577.06 76481933.51
23688000 119580132 31969361.75 108451295.3
17766000 119580132 82629783.3 191081078.6
5922000 119580132 77694298 268775376.6
=
Analisa Ekonomi
= =
=
Jika dilakukan perbandingan biaya pengeluaran rata-rata masyarakat untuk listrik perbulan akan didapat harga sebagai berikut: Pengeluaran listrik masyarakat rata-rata per bulan dengan jaringan dari PLN adalah: R-1/TR 1300kV beban blok1 pemakaian blok2 blok3
nilai 1.3 0-20 kWh 21-60 kWh > 60 kWh
satuan 30000 385 445 495 total
Rp/bulan 39000 7700 13350 1485 61535
Sedangkan pengeluaran listrik masyarakat rata-rata per bulan dengan Mikrohidro adalah: Beban Pemakaian
Nilai 1 63
Satuan 14.000 700 Total
Rp/bulan 14.000 44.100 58.100
Sehingga didapat perbandingan: R1/TR 1300 kV = 61.535 – 58.100 = Rp. 3.435,00 Keuntungan = = 0,056 = 5,6%
=
Analisa Ekonomi
= =
=
Biaya listrik mulai tahun ke-21 untuk PLTMH Beban Pemakaian
Nilai 0 63
Satuan 14.000 700 Total
Rp/bulan 0 44.100 44.100
Sehingga didapat perbandingan: R1/TR 1300 kV = 61.535 – 44.100 = Rp 17.435,00 Keuntungan = = 0,283 = 28,3%
=
= =
Analisa Ekonomi
=
Analisa Debit Dari data sekunder, data debit irigasi 10 harian selama 10 tahun terakhir didapat debit andalan yang bisa digunakan sebagai PLTMH adalah sebesar 458 liter/detik. Perencanaan Bangunan Pembangkit Pelimpah Tinggi mercu (p) = 0,5 meter Panjang kolam olak = 1,8 meter Kapasitas limpahan = 0,746 m3/detik Saluran pengarah Lebar = 2,2 meter Kedalaman air = 0,42 meter Bak pengendap Lebar = 2,6 meter Kedalaman air = 1 meter Panjang = 9 meter Kemiringan (in) = 0,000034 Kantong pasir Lebar = 1 meter Kedalaman air = 0,31 meter Kemiringan (is) = 0,01 Kapasitas tampungan= 9,40 m3 Waktu pembilasan = 6 hari sekali Pipa pesat Diameter = 25” atau 0,635 meter Kecepatan aliran = 1,45 m/detik Tebal = 6 mm Forebay M.O.L = 1,6 meter Turbin Jenis Turbin = X-Flow T-14 D300 Low Head Series Estimasi Kehilangan Energi Saringan = 0,00033 meter Mulut entrance = 0,0023 meter Gesekan pipa = 0,5 meter Belokan pipa = 0,0846 meter Total kehilangan energi = 0,512 meter
