PENENTUAN DEBIT ANDALAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO DENGAN METODE TURC AND SOLOMON

95 ISSN 1978-2365

Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan, Vol. 10 | No. 2 | Desember 2011 | 95 - 102

PENENTUAN DEBIT ANDALAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO DENGAN METODE TURC AND SOLOMON (Studi Kasus: PLTMH Puppuring, Kecamatan Alu, Kabupaten Polewali Mandar, Provinsi Sulawesi Barat) Hari Soekarno1), Marlina Pandin2). Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan Dan Konservasi Energi Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Telp. (021) 7203530, Cipulir Keb. Lama, Jakarta Selatan [email protected]

ABSTRAK Sebagian besar potensi PLTMH berada pada anak sungai yang hampir dapat dipastikan tidak memiliki data ukur debit karena tidak pernah dilakukan pengukuran debit secara berkala. Kondisi yang demikian menjadi kendala bagi para insinyur pada saat menentukan debit desain suatu PLTMH. Penentuan debit desain berdasarkan pengukuran sesaat bisa berakibat pada operasional PLTMH. Debit desain yang terlalu tinggi akan menyebabkan ukuran mesin terlalu besar dan waktu operasional pendek. Sebaliknya, debit desain yang terlalu rendah akan menyebabkan kehilangan potensi energi yang dapat dibangkitkan. Sebagai solusi dalam menghadapi persoalan tersebut, “TURC and Solomon” mengembangkan metode empiris untuk menentukan debit desain suatu PLTMH berdasarkan pada debit andalan. Metode ini mampu menentukan debit andalan menggunakan Flow Duration Curve (FDC) dengan memanfaatkan data temperatur, area cathment, dan data curah hujan rata-rata tahunan. Dalam studi ini, metode tersebut dimanfaatkan untuk menentukan besaran debit desain PLTMH Puppuring. Pemanfaatan metode empiris tersebut pada PLTMH Puppuring memberikan tingkat kepastian debit desain yang lebih tinggi dibandingkan dengan pengukuran sesaat. Dari kurva FDC yang diperoleh pada studi ini, akhirnya dapat ditentukan debit desain PLTMH Puppuring sebesar 200 liter/detik pada debit andalan sebesar 80 – 90 % sebagai debit desain untuk PLTMH tersebut. Kata kunci : TURC and Solomon, Flow Duration Curve, cathment ABSTRACT The micro hydro potential is mostly founded in the sub-river with insufficient or no debit data due to lack of measurement. Design engineers identify this condition as one of obstacles when determining design debit for Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH). Calculating design debit from direct instance measurement can be resulted in an over or under design of PLTMH operation. The over design debit resulting in a larger size of the PLTMH that can lead to less operation time. In reverse, the under design debit can cause loss of potential energy to be generated. One of solution for this problem is to use empirical method introduced by “Turc and Solomon”. This method determines dependable flow using Flow Duration Curve (FDC) based on temperature, catchment area, and mean annual rainfall data. In this study, the method is employed to determine design debit for PLTMH Puppuring that provides higher certainty for the debit design compare to that of direct instance measurement. From the FDC obtained in this study, the debit design for PLTMH Puppuring is 200 litre/second at 80 - 90% dependable flow. Keywords : TURC and Solomon, Flow Duration Curve, cathment

Naskah diterima: 23 Nopember 2011, dinyatakan layak muat : 21 Desember 2011

95


96

area catchment dan data curah hujan rata-rata

PENDAHULUAN Sebagian besar potensi PLTMH di

tahunan.

Indonesia berada pada anak sungai yang hampir dapat dipastikan tidak memiliki data ukur debit karena tidak pernah dilakukan

pengukuran

debit

secara

berkala. Kondisi yang demikian menjadi kendala bagi para insinyur pada saat menentukan debit desain suatu PLTMH. Penentuan

debit

desain

berdasarkan

pengukuran sesaat bisa berakibat buruk

TUJUAN Tujuan dari tulisan ini adalah untuk memberikan sebuah contoh penggunaan metoda “Turc and Solomon” untuk menentukan debit andalan di suatu PLTMH dengan memanfaatkan data Shuttle Radar Topography Mission Digital Elevation Model (SRTM DEM) dan Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM).

pada operasional PLTMH. METODOLOGI Debit desain yang terlalu tinggi

Metode penentuan debit andalan diawali

akan menyebabkan ukuran mesin terlalu

dengan

besar dan waktu operasional pendek.

parameter masukan temperatur, curah hujan rata-

Sebaliknya apabila debit desain terlalu

rata tahunan dan area catchment. Data curah

rendah akan menyebabkan kehilangan

hujan rata-rata diperoleh dari data TRMM

potensi energi yang dapat dibangkitkan.

sedangkan area catchment dihitung dari data

Sebagai solusi dalam menghadapi persoalan tersebut TURC and Solomon

membangun

kurva

FDC

dengan

SRTM DEM menggunakan perangkat lunak Watershed Management System (WMS).

mengembangkan metode empiris untuk menentukan debit desain suatu PLTMH

HASIL DAN PEMBAHASAN

berdasarkan pada debit andalan.

Area Catchment

Metode ini dapat menentukan debit andalan

dengan

Flow

area catchment adalah data SRTM DEM yang

dibuat

pada tulisan ini digunakan resolusi 30x30 m.

menggunakan

Duration Curve (FDC) yang

Data yang dibutuhkan dalam penentuan

di

Data ini diubah kedalam bentuk raster sebelum

wilayah Malaysia dan Papua Nugini

diproses ke dalam WMS. Hasil data DEM

dengan menggunakan data temperatur,

SRTM wilayah Sulawesi Barat yang telah

berdasarkan

hasil

penelitiannya

Penentuan Debit Andalan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro Dengan Metode Turc And Solomon Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan, Vol. 10 | No. 2 | Desember 2011 | 95 - 102

berbentuk

raster

ditunjukkan

pada

97

Gambar 1 berikut:

Gambar-1. Data DEM SRTM Wilayah Sulbar Dalam Bentuk Raster.

Data Raster tersebut selanjutnya diolah

Sedangkan contoh hasil perhitungan area

dalam WMS untuk menampilkan pola

cathment satu titik lokasi PLTMH di desa

sungai. Contoh gambar pola sungai hasil

Puppuring menggunakan WMS ditunjukkan

perhitungan WMS ditunjukkan pada

pada Gambar 3 berikut:

Gambar 2 berikut:

Gambar-2. Pola Sungai Hasil Perhitungan WMS.

Gambar-3. Area Cathment Hasil Perhitungan WMS.

Setelah diperoleh pola sungai pada

Hasil

wilayah studi, selanjutnya dilakukan per-

ditampilkan pada gambar raster ditunjukkan

hitungan area cathment pada satu titik

pada Gambar 4 berikut:

perhitungan

area

lokasi PLTMH.


cathment

juga

98


Gambar-4. Area Cathment Pada Data Raster.

ada. Sebagai contoh pada gambar berikut Bentuk dan ukuran area cathment dari suatu potensi PLTMH akan bervariasi pada setiap titik outlet. Satu potensi PLTMH memiliki sebuah titik outlet sehingga apabila terdapat dua, tiga dan

menunjukkan tiga potensi PLTMH dengan tiga titik outlet dan tiga area cathment dalam bentuk raster dan dalam bentuk peta Argis seperti ditunjukkan pada Gambar 6 berikut:

seterusnya titik outlet akan terbentuk area cathment sebanyak titik outlet yang

Gambar-5. Tiga Area Cathment Pada Peta Raster (skala?)

Gambar

dan


99

Gambar-6. Tiga Area Cathment Pada Peta Argis

0.25o x 0.25o, dan resolusi temporal bulanan.

Curah Hujan Data curah hujan rata-rata tahunan untuk wilayah sulawesi diperoleh dari TRMM 3B43 dengan resolusi spatsial

Sebagai contoh pada tulisan ini digunakan data curah hujan rata-rata pada tahun 2010 dari bulan Januari hingga Desember seperti ditunjukkan pada Gambar 7 berikut:

Gambar-7. Data Curah Hujan Rata-rata Tahunan Wilayah Sulawesi.



100

Sebagai

contoh Gambar

8

berikut

atau rata-rata 0,3716 mm/jam, atau sama

menunjukkan sebaran curah hujan di

dengan 3255 mm/tahun.

beberapa lokasi potensi PLTMH.

PLTMH Birru berada pada area berwarna hijau muda dengan nilai curah hujan antara 0,3961 – 0,4452 mm/jam, atau rata-rata 0,4452 mm/jam, atau sama dengan 3685 mm/tahun. Debit Sesaat Pengukuran debit sesaat dilakukan

Gambar-8. Sebaran Data Curah Hujan Pada Beberapa Lokasi Potensi PLTMH.

Sebagai

contoh

PLTMH

Puppuring berada pada area berwarna biru dengan nilai curah hujan antara 0,2979 – 0,3470 mm/jam, atau rata-rata 0,3225 mm/jam, atau sama dengan 2825 mm/tahun.

untuk mengetahui posisi debit sungai pada kurva FDC. Selain itu hasil pengukuran debit sesaat juga dapat digunakan sebagai pembanding terhadap debit andalan yang akan diperoleh dari kurva FDC. Gambar 9 berikut adalah contoh dari hasil pengukuran kecepatan sesaat pada PLTMH Puppuring.

PLTMH Ihing berada pada area berwarna biru muda dengan nilai curah hujan antara 0,3470 – 0,3961 mm/jam,

0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00

Pengukuran-1 Pengukuran-2 Pengukuran-3

1: 59 : 1: 28 59 : 1: 31 59 : 1: 34 59 : 1: 37 59 : 1: 40 59 : 1: 43 59 : 1: 46 59 : 1: 49 59 : 1: 52 59 : 1: 55 59 : 2: 58 00 : 2: 01 00 : 2: 04 00 : 2: 07 00 : 2: 10 00 : 2: 13 00 :1 6

KECEPATAN, m/s

KECEPATAN ALIR SUNGAI PAITIAN DESA PUPPURING

WAKTU,detik

Gambar-9. Pengukuran Kecepatan Alir Sesaat Sungai Paitian.


tahunan diketahui selanjutnya dapat dibuat

Pembuatan FDC Setelah

101

data

temperatur,

kurva FDC. Contoh hasil perhitungan FDC

area

cathment dan curah hujan rata-rata

ditunjukkan pada Tabel 1 berikut:

Tabel-1. Perhitungan FDC PLTMH Puppuring Temperatur Rata-rata, T 25 C Curah Hujan Rata-rata Tahunan, P 2824.662 mm Catchment Area, A 9 km2 L 956.25 Evapo-transpirasi Tahunan, E 1008 mm Runoff Tahunan, R 1817 mm Debit Rata-rata 518 l/dt Probabilitas Koefisien Empirik % Malaysia PNG 5 2.30 1.77 10 1.90 1.48 20 1.39 1.19 30 1.12 1.04 40 0.92 0.96 50 0.77 0.87 60 0.64 0.79 70 0.53 0.70 80 0.44 0.63 90 0.35 0.57 100 0.10 0.26

=300+25*T+0.05*T^3 =P/(0.9*(P/L)^2)^(0.5) =P-E =R*A/31.536

Debit l/dt 1192 985 721 581 477 399 332 275 228 181 52

Debit andalan 80% artinya ketersediaan

Debit Andalan Setelah dibuat FDC selanjutnya dapat ditentukan debit andalan yaitu dengan mengambil harga probabilitas

debit

sepanjang tahun dapat diperoleh

dengan probabilitas sebesar 80 %. Sebagai contoh hasil penentuan debit andalan suatu desain PLTMH ditunjukkanpada gambar 10

dari FDC antara 80 – 90 %.

berikut: Flow Duration Curve PLTMH Puppuring Jan-Des 2010 1400 1200

Debit Sesaat 721 l/dt

Debit, L/dt

1000 800 600

Debit Andalan 200 l/dt

400 200 0 5

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Probability, %

Gambar-10. Penentuan Debit Andalah berdasarkan FDC PLTMH Puppuring.


100


102

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan -

Flow

Duration

Puppuring

DAFTAR ACUAN Curve

PLTMH

menunjukkan

ketersediaan debit sepanjang tahun dengan probabilitas 80-90 % adalah 200 liter/detik; -

lokasi PLTMH Puppuring sebesar liter/detik

berada

pada

probabilitas hanya 20% pada kurva FDC; -

Pemanfaatan metode empiris Turc and

Solomon dalam

penentuan

debit desain PLTMH Puppuring memberikan tingkat keandalan debit desain yang jauh lebih tinggi dibanding hasil pengukuran sesaat. Saran Metode TURC and Solomon sebaiknya digunakan sebagai

PLTMH di Sulawesi Barat. 2. Publikasi TURC and Solomon, Form B Informasi Lokasi Teknis, Mini Hydro Power Project, 2009, Indonesia.

Hasil pengukuran debit sesaat pada 721

1. Hari Soekarno, 2010, Laporan Akhir FS

perkiraan

perhitungan debit PLTMH

rencana

3. Dhany Haryanto, 2009, Pemanfaatan Data SRTM DEM dan Data Satelit 3B34 dalam Pemetaan Indonesia.

Potensi

Mikrohidro

di

PENENTUAN DEBIT ANDALAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO DENGAN METODE TURC AND SOLOMON

Recommend Documents