Pemanfaatan Sungai Bawah Tanah untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) 20 kW di Gua Ngerong, Desa Rengel, Tuban
OLEH : ANGGIE PRIYOWINATA 2205100030
Dosen Pembimbing 1 Ir. Syarifuddin Mahmudsyah, M.Eng
Dosen Pembimbing 2 Ir. Teguh Yuwono
Latar Belakang Kapasitas energi yang tak terbarukan semakin berkurang Desa-desa yang belum terjangkau jaringan listrik PLN Adanya potensi yang dapat menghasilkan energi terbarukan di tiap daerah yang belum tergali secara optimal Suatu program untuk membentuk Desa yang dapat memenuhi kebutuhan energinya sendiri
Permasalahan 1. Seberapa besar potensi air Sungai bawah tanah di desa Rengel yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber tenaga PLTMH ? 2. Bagaimana aspek teknis pembangunan PLTMH di sungai bawah tanah? 3. Bagaimana analisa aspek ekonomi yang akan diterapkan untuk pembangunan PLTMH ? 4. Bagaimana dampak pembangunan PLTMH di sungai bawah tanah terhadap lingkungan sekitar? 5. Bagaimana penggunaan listrik PLTMH pada masyarakat sekitar? 6. Bagaimana potensi setempat Desa Rengel untuk mendukung terbentuknya Desa Mandiri Energi?
Rasio Elektrifikasi
Jumlah rumah tangga, Pelanggan rumah tangga, dan Daya tersambung Kecamatan Rengel
Peta Jawa Timur
Peta Kabupaten Tuban
Gambaran umum Gua Ngerong dan sungai bawah tanah
Konsep dari zona epikarst sebagai reservoir karst
Potensi debit air sungai bawah tanah dan daya terbangkit PLTMH Topografi gua serta ketersediaan air dan tinggi terjun sungai bawah tanah
Gambar 4.3 Peta gua Ngerong dengan keterangan
Perencanaan daya terbangkit PLTMH Pelc = g x Qd x Hnet x Etb x Egnr x Em x Esal ........................................(4.1) Dengan : Pelc = potensi daya elektrik (kW) g = konstanta percepatan gravitasi, 9.8 meter/dtk2 Qd = debit desain (m3/dtk) Hnet = head efektif (meter) Etb = efisiensi turbin Egnr = efisiensi generator Em = efisiensi transmisi mekanik Esal = efisiensi saluran air
Analisa Pembangunan PLTMH sungai bawah tanah Ditinjau dari Aspek Teknis
Turbin (di dalam)
generator
Pemilihan Turbin berdasarkan ketinggian dan debit
Gbr Turbin Crossflow
Spesifikasi kecepatan putaran turbin crossflow
Generator Sinkron
Penggunaan Listrik PLTMH
Listrik yang digunakan untuk rumah tangga tidak gratis artinya tetap membayar sedangkan listrik yang digunakan untuk pompa air, warga tidak membayar, namun warga hanya membayar jumlah air yang diterima dari air yang disalurkan oleh pompa air
Penggunaan listrik PLTMH untuk rumah tangga
Jalur Distribusi Listrik
Penggunaan Listrik PLTMH sebagai Pengairan
Skema pendistribusian air yang disalurkan ke reservoir
Daya _ air(kW) head(m) 9,81
debit _ air(m3 / det)
Diasumsikan kedalaman sungai bawah tanah dari permukaan tanah 100 m, ketinggian reservoir dari permukaan tanah 10 m. Kemudian daya yang digunakan untuk pompa air sebesar 20 kW sehingga didapat debit air : Ketinggian total = 110 m Daya yang digunakan pompa = 20 kW
20 debit _ air 0,01853 (m3 / det) 18,53(l / det) 110 9,81 Artinya disini dalam 1 detik, air yang dihasilkan oleh pompa dengan daya 20 kW adalah 18,53 liter. Sehingga dalam waktu 1 jam di dapat 66708 liter. Jika dalam ketentuan 1 hari pompa bekerja 11 jam maka di dapat jumlah volume air dalam sehari yaitu 733788 liter.
jumlah _ pelanggan_ air
733788 _ liter / hari 144 _ liter / hari
5095 _ orang
Skema Routing Reservoir dan Volume Reservoir
Penentuan harga jual air dan pemasangan saluran distribusi air
Analisa Pembangunan PLTMH Ditinjau dari Aspek Ekonomi Perhitungan Biaya Pembangkitan Energi Listrik
Biaya Pembanguna n
Investment Cost Installed Capacity 2.400 USD/kW
72.000 USD 30 kW
Biaya Operasi dan Perawatan
Biaya Total Pembangkitan Energi Listrik
Pendapatan per Tahun Untuk Suku Bunga i = 6% BPP= TC+keuntungan =Rp.614+(Rp.614×15%) =Rp.706/kWh CIF= kWhout × (BPP – TC) = kWhout × ((TC+keuntungan) – TC) = 131.400 × (15%×Rp. 614) = Rp 12,1 juta/tahun Untuk Suku Bunga i = 9% BPP= TC+keuntungan =Rp.744+(Rp.744×15%) =Rp.856/kWh CIF= 131.400 × (15%×Rp. 744) = Rp 14,66 juta/tahun Untuk Suku Bunga i = 12% BPP= TC+keuntungan =Rp.884+(Rp.884×15%) =Rp.1016/kWh CIF= 131.400 × (15%×Rp. 884) = Rp.17,42 juta/tahun
Perhitungan NPV
Laba Investasi
Analisa Pembangunan PLTMH sungai bawah tanah Ditinjau dari Aspek Lingkungan Tahap Pra Konstruksi Survei yang dilakukan harus melibatkan masyarakat sekitar sebagai calon penerima manfaat adanya PLTMH. Tanpa keikutsertaan masyarakat, proses perencanaan, pembangunan, maupun pengoperasian PLTMH tidak akan berjalan dengan baik. Tahap Konstruksi Pada tahap konstruksi akan terjadi perubahan bentuk dasar dari sungai bawah tanah akibat adanya bendungan yang membagi sebagian aliran air ke penstock menuju rumah pembangkit. Pembangunan PLTMH sedikit banyak akan merubah layout daerah sekitar pembangkit. Namun secara spesifik tidak akan mempengaruhi estetika daerah sekitar karena lokasi pembangunan pembangkit berada di bawah tanah.
Tahap Operasi Adanya batuan kapur yang terbawa pada dasar sungai di sekitar bendungan. Batuan ini berpengaruh pada kedalaman sungai dan menganggu trashrack (saringan) sehingga dapat mengurangi debit air yang masuk ke rumah pembangkit. Untuk mengatasi hal ini, maka secara berkala dilakukan pengerukan dasar sungai dan pembersihan Trashrack, terutama saat musim hujan. Tahap Pasca Operasi Tahap pasca operasi mengakibatkan adanya pemutusan hubungan kerja dari para pekerja dan pengelola PLTMH. Komponen bangunan sipil yang sudah tidak dipergunakan lagi dapat rusak dan mengganggu pemandangan.
Gua Ngerong ditinjau dari Aspek Lingkungan
Keberadaan Gua Ngerong sampai saat ini masih relatif belum terganggu namun jika berbicara dalam skala lebih luas bahwa ancaman terhadap gua Ngerong sangat tinggi. Dampak pariwisata tidak begitu mengancam keberadaan fauna yang ada di dalam gua karena akses pengunjung hanya sebatas mulut gua untuk lebih ke dalam lagi membutuhkan keahlian dan keberanian tersendiri dan hanya orang-yang telah berpengalaman yang berani masuk ke dalam gua Ngerong yang mempunyai panjang lorong mencapai 1800 meter. Legenda di Gua Ngerong, Kyai Jala Ijo yang melakukan perjalanan ke dalam gua Ngerong dengan membawa 2 pengawal, pada saat perjalanan pulang keluar dari gua Ngerong, salah satu pengawal hilang karena ketika pulang pengawal tersebut menoleh ke belakang dan melihat seorang putri nan cantik. Ada yang bilang putri itu membawa pengawal tersebut sehingga tidak bisa ditemukan.
Analisa Pembangunan PLTMH Ditinjau dari Aspek Sosial
Aspek Gua Ngerong ditinjau dari Aspek Pariwisata Gua ngerong memiliki karakter yang sangat unik. Di mulut gua ini mengalir sungai yang airnya sangat jernih dan dihuni oleh jutaan ikan yang jinak. Karakter gua seperti ini sangatlah jarang ditemui di berbagai daerah lain di Indonesia. Sehingga, gua ngerong memiliki potensi yang besar dalam pengembangannya. Gua Ngerong hingga saat ini masih dikelola oleh pemerintah daerah setempat. Di sana, masyarakat setempat dapat mendirikan usaha perdagangan, atau persewaan jasa yang nantinya akan menaikkan taraf kesejahteraan masyarakat (seperti berjualan klentheng (biji randu kapuk), dan roti untuk pakan ikan, dan persewaan ban pelampung untuk anak-anak yang berenang). Gua Ngerong sendiri menyumbangkan Pendapatan Asli Daerah (PAD) sebesar rata-rata 80 juta rupiah tiap tahunnya.
Potensi Energi Baru Terbarukan Sebagai Sumber Pembangkit Tenaga Listrik Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel dengan Bahan Bakar Biodiesel
PENUTUP Kesimpulan PLTMH di desa Rengel ini direncanakan akan memanfaatkan aliran air Sungai bawah tanah dengan debit 773,6 liter/detik. Sumber daya air yang diperoleh tersebut relatif dapat menjamin pasokan air sepanjang tahun dalam jumlah memadai sehingga PLTMH dapat beroperasi secara optimum sepanjang tahun. Kapasitas daya terbangkit PLTMH ini direncanakan sebesar 25,4 kW dengan debit tinggi jatuh air efektif 6 m. Analisa aspek ekonomi yang telah dilakukan, diperoleh kesimpulan: Biaya pembangunan PLTMH sungai bawah tanah sebesar 72.000USD atau setara dengan Rp.720 juta dengan kurs Rp.10.000 per dollar, Biaya pengoperasian dan perawatan PLTMH sungai bawah tanah sebesar Rp.32,2 juta pertahun, Biaya pembangkitan total antara lain, untuk suku bunga i=6% adalah Rp.614/kWh; untuk suku bunga i=9% adalah Rp.744/kWh; untuk suku bunga i=12% adalah Rp.884/kWh; Harga jual listrik PLTMH Rp.706/kWh.
Dari analisa aspek teknis, diperoleh kesimpulan: o Komponen sipil PLTMH ini terdiri dari Bendungan jenis beton graviti, Intake, Bak penenang, Pipa pesat, Rumah pembangkit (power house), Lorong hubung.
o Komponen elektro-mekanik PLTMH ini terdiri dari Turbin cross flow, Transmisi mekanik jenis flat belt, Generator sinkron tiga fasa, Sistem kontrol ELC (Electronic Load Control) dengan ballast load air heater, Kabel tembaga NYM 4x16 mm2.
oPLTMH direncanakan dapat memenuhi kebutuhan 56 rumah dengan daya terpasang tiap rumah 450 VA dan digunakan untuk pompa air dalam pendistribusian air bersih ke rumah – rumah warga. Instalasi rumah (house wiring) dilakukan sesuai standar PLN dalam penggunaan material kabel dan aksesoris. Setiap jaringan rumah dilengkapi 1 stop kontak. Sambungan jaringan listrik juga dilengkapi kWh meter 450 VA, 2 A. oJumlah besarnya air bersih yang didistribusikan ke rumah tangga tiap hari adalah 733.788 liter dimana hal ini dapat mengairi 5095 orang. Tiap pelanggan rumah tangga yang terdiri dari 4 orang akan membayar air sejumlah Rp 15.552.
Dampak lingkungan saat PLTMH sungai bawah tanah beroperasi antara lain Batu - batuan pada dasar sungai di sekitar bendungan dan Debit air PLTMH dijaga dengan mempertahankan kelestarian hutan sekitar. Menjaga kelestarian hutan dapat mengurangi emisi gas rumah kaca yang menjadi salah satu penyebab pemanasan global. Pembangunan PLTMH mendorong tumbuhnya kegiatan ekonomi yang produktif dan meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Penggunaan listrik dapat memperlancar akses pendidikan bagi masyarakat desa Rengel. Dengan adanya PLTMH, rasio elektrifikasi dapat meningkat. Desa Rengel memiliki potensi energi baru terbarukan seperti tenaga air, tenaga matahari, tenaga angin, dan tenaga biomassa. Potensi ini dapat digunakan sebagai sumber tenaga listrik maupun bahan bakar. Pemanfaatan energi baru terbarukan untuk memenuhi sebagian besar kebutuhan energinya sendiri dapat menjadikan Desa Rengel sebagai Desa Mandiri Energi.
Saran Masyarakat desa Rengel sebagai calon penerima manfaat PLTMH harus berperan aktif dalam mengusahakan dibangunnya PLTMH sungai bawah tanah. PLTMH tidak akan terealisasi jika masyarakat sendiri tidak memilki kemauan besar untuk mewujudkannya. Masyarakat desa Rengel harus terlibat langsung dalam perencanaan, pendanaan, dan pengelolaan PLTMH. Penggunaan Aki dan inverter untuk menyimpan listrik pada malam hari yang bermanfaat untuk siang harinya. Dimana pada siang hari warga tidak mendapat aliran listrik dari PLTMH. Melakukan pencegahan dan larangan melakukan pertambangan batu kapur. Dimana hal ini dilakukan oleh warga sekitar maupun oleh perusahaan pertambangan karena dapat mengancam sumber air bawah tanah maupun kelangsungan habitat yang berada di sungai bawah tanah.
Daftar Pustaka [1] Puguh Adi Satriyo, Pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro untuk Daerah Terpencil, http://buletinlitbang.dephan.go.id [2] Mahmudsyah. Syariffuddin, Ir. H M.Eng, Pengembangan Desa Mandiri Energi, Handout Kuliah Manajemen Energi Listrik, Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS, Surabaya, 2008. [3] Bibit Supardi, S.Pd., MT, ”Membangun Desa Mandiri Energi Berbasis PLTMH di Kabupaten Klaten, UGM 2006. [4] Marsudi, Djiteng. Pembangkitan Energi Listrik, Erlangga. 2005. [5] Majuro. Workshop on Renewable energies. Republik of the Marshall Island. March 17,2005. [6] Kabupaten Tuban dalam Angka,Badan Pusat Statistik Kabupaten Tuban, 2008. [7] Kecamatan Rengel dalam Angka, Badan Pusat statistik. Kabupaten Tuban, 2007 – 2008 [8] Damastuti Anya P., 1997,Teknologi Pembangkit listrik Tenaga Mikro Hidro, www.elsppat.or.id
[9] ..........,Guide on How to Develop a Small Hydropower Plant, European Small Hydropower Association–ESHA, Inggris, 2004. [10] .….....,Indeks Pembangunan Manusia Provinsi Jawa Timur tahun 2007, Badan Pusat Statistik Surabaya, 2007 [11] Adji Tjahyo Nugroho, Kondisi Daerah Tangkapan Sungai Bawah Tanah Karst Gunungsewu Dan Kemungkunan Dampak Lingkungannya Terhadap Sumber Daya air (Hidrologis) karena Aktivitas Manusia, Fakultas Geografi UGM, [12] Laporan Listrik Pedesaan, PT PLN Persero UPJ Tuban, 2007-2009 [13] ..........., 2010, Peta Daerah Kecamatan Rengel, URL:http://www.googlemap.com/ [14] Mokhtar Mohamad, Data Monografi Desa Rengel 2009, Kantor Kepala Desa Rengel, 2010 [15] Mahmudsyah Syariffuddin, Ir. H. M.Eng., Statistik PLN, 2008 [16] ............, 2007, 62 Desa di Kabupaten Tuban Krisis Air, URL:http://www.Tempointeraktif.com/ [17] Kalsim Dedi Kusnadi, Ir.,M.Eng, Irigasi Pompa, Bagian Teknik Tanah dan Air, FATETA IPB, 2001 [18] Rahmadi Cahyo, Tinjauan Khusus Gua Ngerong, Rengel, Bidang Zoologi, Puslit Biologi-LIPI, 2002
Terima Kasih
