STUDI KELAYAKAN PERENCANAAN PLTA KESAMBEN KABUPATEN BLITAR JAWA TIMUR Foundasita Rahawuryan, Suwanto Marsudi, Endang Purwati Jurusan Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Jalan Mayjen Haryono 167 Malang 65145 – Telp (0341) 567886 Email:
[email protected]
ABSTRAK Kebutuhan listrik semakin meningkat di Pulau Jawa-Bali harus diimbangi dengan ketersediaan pasokan tenaga listrik yang mencukupi. Pengembangan sumber daya air bisa dilakukan dengan memanfaatkan bangunan air yang dibangun untuk dikembangkan menjadi unit pembangkit listrik (PLTA). Studi ini diperlukan untuk mengidentifikasi potensi dan keuntungan dari sebuah unit pembangkit. Studi ini dilakukan untuk mengetahui besarnya energi paling efektif yang dapat dilakukan berdasarkan kelayakan teknis maupun ekonomi. Studi berlokasi di bendung gerak Kesamben Blitar dengan memanfaatkan aliran air dari Sungai Brantas yang merupakan sungai besar di Pulau Jawa. PLTA Kesamben direncanakan untuk menambah pasokan energi untuk sistem di Pulau Jawa-Bali. Studi ini menggunakan alternatif debit untuk mendapatkan hasil yang optimum. Hasil kajian menunjukan debit 110,27 m3/dt (alternatif 2) dapat dibangkitkan energi tahunan 114923,63 MWh dan mereduksi emisi gas karbon sekitar 77987 tCO2/tahun, PLTA dibangun dengan komponen bangunan sipil (pintu pengambilan, penyaring, saluran pembuang, dan rumah pembangkit) dan komponen peralatan mekanik elektrik seperti turbin, governor dan generator. Total biaya pembangunan sebesar 354,90 milyar rupiah dengan nilai BCR 3,67, NPV 709,77 milyar rupiah, IRR 46 % dan pay back period 5,19 tahun, sehingga pembangunan PLTA layak secara ekonomi. Kata kunci: PLTA, debit, energi, emisi, kelayakan ekonomi ABSTRACT Increasing electricity needs in Java-Bali must be balanced with the availability of sufficient electricity supply. Development of water resources can be done by utilizing the water building built to be developed into a electric generating units (Hydropower). This study is required to identify the potential and advantages of a generating unit. This study was conducted to determine the most effective energy that can be done based on the technical and economic feasibility. Studies located in Kesamben barrage Blitar by utilizing the flow of water from the Brantas River is a major river in Java. Kesamben hydropower is planned to increase the supply of energy to the system in JavaBali. This study uses an alternatives discharge to obtain optimum results. The results of the study showed the discharge of 110.27 m3/sec (alternative 2) can be produced 114923.63 MWh of annual energy and reduce carbon emissions around 77987 tCO2/year, hydropower is constructed including: civil structure (power intake, trashrack, tailrace channel, and power house) and electrical and mechanical equipment such as turbines, governors and generator. The total construction cost of 354.90 billion rupiah to the value of BCR: 3.67, NPV: 709.77 billion rupiah, IRR: 46% and paid back period: 5.19 years, so the hydropower development is economically viable. Keywords: hydropower, discharge, energy, emissions, economic feasibility
PENDAHULUAN Kebutuhan tenaga listrik sudah merupakan hal yang tidak bisa dihindarkan lagi baik untuk memenuhi kebutuhan masyarakat sehari-hari. Seiring pesatnya pertumbuhan di bidang perekonomian, teknologi, industri, dan informasi maka kebutuhan energi listrik di Indonesia semakin meningkat. Hal ini tentu harus diimbangi dengan ketersediaan pasokan tenaga listrik yang mencukupi. Pulau Jawa-Bali merupakan pulau dengan kepadatan penduduk tertinggi di Indonesia, sehingga merupakan pulau pemakai listrik terbesar di Indonesia. Di tahun 2012, total kebutuhan listrik Pulau Jawa-Bali mencapai 35.000 megawatt (MW), di mana ketersediaan pasokan listrik hanya 22.900 megawatt (MW). Pertumbuhan kebutuhan listrik di kedua pulau ini cukup besar. Di mana, pada tahun 2012, pertumbuhan mencapai lebih dari 10%. Untuk periode 2013-2023, kebutuhan listrik di Pulau Jawa-Bali diperkirakan akan tumbuh sekitar 7,6 persen per tahun (Hargen, 2014). Berdasarkan data Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik (RUPTL) PLN, kebutuhan energi di Indonesia pada tahun 2014 mencapai 225,4 terawatt (Twh), terdiri dari Jawa-Bali 174,9 Twh dan luar Jawa-Bali sebesar 50,5 Twh. Sementara, pada tahun 2018 permintaan listrik nasional diperkirakan mencapai 352,2 Twh terdiri dari Jawa-Bali 250,9 Twh dan luar Jawa-Bali 74,3 Tw. Pertumbuhan listrik nasional pada 2014 diperkirakan mencapai 9,8%. Sungai Brantas merupakan salah satu sungai besar di pulau Jawa yang memiliki potensi yang masih belum dimaksimalkan pasalnya sebagian besar air dari sungai Brantas dipergunakan untuk kebutuhan irigasi, air baku, dan PLTA. Dengan peningkatan kebutuhan energi listrik maka sungai Brantas harus lebih dimaksimalkan lagi potensinya mengingat masih banyak potensi yang tersimpan. Pemanfaatan bendungan saat
ini bukan lagi hanya untuk irigasi dan air baku saja, tetapi bisa dimanfaatkan untuk PLTA juga. Selain memiliki tinggi jatuh yang sangat besar bendungan pula memiliki potensi debit yang sangat mencukupi untuk operasi PLTA. Pembangkit listrik tenaga air dapat membantu kebutuhan energi yang sedang meningkat. Studi ini bertujuan untuk menganalisa kelayakan dari perencanaan PLTA dengan memanfaatkan debit air sungai yang tersimpan pada bendungan yang dirasa dapat meningkatkan produksi energi listrik untuk memenuhi kebutuhan energi listrik yang meningkat. METODOLOGI PENELITIAN Klasifikasi pembangkit listrik tenaga air Klasifikasi pembangkit listrik tenaga air dapat dibedakan menjadi lima jenis berdasarkan masing-masing parameter, antara lain (Patty, 1995) : 1. Pembagian secara teknis PLTA dilihat secara teknis dapat dibagi atas : a. PLTA yang menggunakan air sungai atau air waduk. b. PLTA yang menggunakan air yang telah dipompa ke suatu reservoir yang diletakan lebih tinggi. c. PLTA yang menggunakan pasang surut air laut. d. PLTA yang menggunakan energi ombak. Ditinjau dari cara membendung air, PLTA dapat dikategorikan menjadi dua macam: a. PLTA run of river yaitu air sungai di hulu dibelokkan dengan menggunakan dam yang dibangun memotong air sungai, air sungai kemudian diarahkan ke bangunan PLTA kemudian dikembalikan ke aliran semula di hilir. b. PLTA dengan Bendungan (DAM) yaitu yaitu aliran air sungai dibendung dengan menggunakan bendungan yang besar agar
diperoleh jumlah air yang sangat besar dalam kolam tandon kemudian baru air dialirkan ke PLTA. Air di sini dapat diatur pemanfaatannya misalnya mengenai debit air yang digunakan dalam pembangkitan dapat diatur besarnya. 2. Pembagian menurut kapasitas a. PLTA mikro yaitu dengan daya 99 kW. b. PLTA kapasitas rendah yaitu dengan daya 100 sampai 999 kW. c. PLTA kapasitas sedang yaitu dengan daya 1000 sampai 9999 kW. d. PLTA kapasitas tinggi dengan daya diatas 10.000 kW. 3. Pembagian menurut tinggi jatuh a. PLTA dengan Tekanan rendah; H < 15 m b. PLTA dengan tekanan sedang; H = 15 hingga 50 m c. PLTA dengan tekanan tinggi; H = 50 m. 4. Pembagian berdasarkan ekonomi a. PLTA yang bekerja sendiri. Jadi tidak dihubungkan dengan sentralsentral listrik yang lain. b. PLTA yang bekerjasama dengan sentral-sentral listrik yang lain dalam pemberian listrik kepada konsumen. Sehubungan dengan ini PLTA dapat dipakai untuk: - Beban dasar; PLTA bekerja terus-menerus - Beban maksimum; PLTA bekerja pada jam-jam tertentu. Kajian hidrologi dalam perencanaan PLTA Debit andalan adalah Debit andalan didefinisikan sebagai debit yang tersedia guna keperluan tertentu misalnya untuk keperluan irigasi, PLTA, air baku dan lain-lain sepanjang tahun, dengan resiko kegagalan yang telah diperhitungkan. Setelah itu baru ditetapkan frekuensi kejadian yang didalamnya terdapat paling sedikit satu kegagalan. Dengan data cukup panjang
dapat digunakan analisis statistika untuk mengetahui gambaran umum secara kuantitatif besaran jumlah air. Beberapa debit andalan untuk berbagai tujuan, antara lain: (C.D. Soemarto, 1987). 1. Penyediaan air minum
99%
2. Penyediaan air industri
95%-98%
3. Pusat Listrik Tenaga Air 85%-90% Perencanaan Bangunan PLTA PLTA Kesamben I & II merupakan PLTA dengan kategori run of river. Komponen utama PLTA Kesamben adalah sebagai berikut: Sistem Pengelak (diversion system) Bendung Gerak (barrage) Pintu Pengambilan (intake) Turbin Rumah Pembangkit (power house) Switchyard Saluran Pembuang (tailrace) A. Bangunan Pengambilan Bangunan pengambilan bisa terdiri dari: 1. Pintu pengambilan. Pintu pengambilan direncanakan untuk mengambil air dari saluran atau sungai asli. 2. Bendung gerak. Bendung gerak adalah jenis bendung yang tinggi pembendungannya dapat diubah sesuai dengan yang dikehendaki dengan membuka pintu air (gate). 3. Penyaring (trashrack) Trashrack digunakan untuk menyaring muatan sampah dan sedimen yang masuk, umunya pernyaring direncanakan dengan menggunakan jeruji besi. B. Bangunan Pembuang Bangunan pembuang digunakan untuk mengalirkan debit setelah melalui turbin meuju ke sungai, bangunan pembauang sendiri bisa direncanakan sesuai dengan kondisi lapangan, umunya bangunan pembuang direncanakan dengan tipe saluran terbuka (saluran tailrace). Tinggi Jatuh Efektif Tinggi jatuh efektif adalah selisih antara elevasi muka air pada bangunan
pengambilan atau waduk (EMAW) dengan tail water level (TWL) dikurangi dengan total kehilangan tinggi tekan (Ramos, 2000). Persamaan tinggi jatuh efektif adalah: Heff = EMAW – TWL – hl dimana: Heff : tinggi jatuh efektif (m) EMAW: elevasi muka air waduk atau hulu bangunan pengambilan (m) TWL : tail water level (m) hl : total kehilangan tingi tekan (m)
Gambar 1. Sketsa Tinggi Jatuh Effektif Kehilangan tinggi tekan digolongkan menjadi 2 jenis yaitu kehilangan pada saluran terbuka dan kehilangan pada saluran tertutup. Kehilangan tinggi tekan pada saluran terbuka biasanya terjadi pada intake pengambilan, saluran transisi dan penyaring. Kehilangan tinggi pada saluran tertutup dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu kehilangan tinggi mayor (gesekan) dan kehilangan tinggi minor. Kehilangan tinggi mayor dihitung dengan persamaan Chezy-Manning (Penche,2004): hf = sedangkan kehilangan minor dihitung dengan persamaan (Ramos, 2000): hf = ξ dimana: hf : kehilangan tinggi tekan V : kecepatan masuk (m/dt) g : percepatan gravitasi (m/dt2) L : panjang saluran tertutup / pipa (m) D : diameter pipa (m) f : koefisien kekasaran(moody diagram)
ξ : keofisien berdasarkan jenis kontraksi Perencanaan Peralatan Mekanik Dan Elektrik Perencanaan peralatan mekanik dan elektrik meliputi: A. Turbin Hidraulik Turbin dapat diklasifikasikan berdasarkan tabel berikut (Ramos,2000): Tabel 1. Klasifikasi Jenis Turbin
Setelah dilakukan pemilihan turbin maka dihitung besarnya kecepatan spesifik masing-masing turbin karena kecepatan spesifik turbin adalah parameter yang mendasari karakteristik turbin hidraulik dalam Celso (2004) merangkum beberapa persamaan kecepatan spesifik coba-coba (trial specific speed). Tabel 2. Trial Specific Speed Tipe Turbin Pelton ( 1 nozzle )
Persamaan
nQE
Menurut
0,0859 Hn 0, 243
Siervo dan Lugaresi
Francis
nQE
1,924 Hn 0.512
Lugaresi dan Massa
Kaplan
nQE
2,294 Hn 0,0486
Schweiger dan Gregory
2,716 Hn 0,5
USBR
1,528 Hn 0, 2837
Kpordze dan Warnick
Propeler Bulb
nQE nQE
Sumber: Celso (2004:169) Kecepatan spesifik untuk tipe Kaplan: 2,294 Ns = 0,.486 H dimana: Ns : kecepatan spesifik turbin (mkW) H : tinggi jatuh effektif (m) Nilai n bisa didapatkan dengan melakukan nilai coba-coba dengan persamaan: Untuk turbin kaplan: N s E 0, 75 n= Q dimana:
Q : debit desain (m3/dt) E : energi hidraulik spesifik didapat dari (E = H x g) (j/kg) Setelah didapatkan nilai parameter tersebut maka dapat ditentukan parameter lain seperti: 1. Titik Pusat Dan Kavitasi Pada Turbin Titik pusat perlu diletakkan pada titik yang aman sehingga terhindar dari bahaya kavitasi kavitasi akan terjadi bila nilai σaktual < σkritis, dimana σdapat dihitung dengan persamaan (Anonim, 1976): σc = Hs = Ha – Hv – H.σ Sedangkan titik pusat turbin dapat dihitung dengan persamaan: Z = TWL + Hs + b dimana: Ns : Kecepatan spesifik turbin (mkW) σc : koefisien thoma kritis σ : koefisien thoma Ha: tekanan absolut atmosfer (Pa/gρ) Hv: tekanan uap jenuh air (Pw/gρ) H : tinggi jatuh effektif (m) Hs : tinggi hisap turbin (m) Z : titik pusat tubrin twl: elevasi tail water level b : jarak pusat turbin dengan runner (m) 2. Dimensi turbin Dimensi turbin reaksi meliputi: Dimensi runner turbin, dimensi wicket gate, dimensi spiral case dan dimensi draft tube. 3. Effisiensi turbin Effisiensi turbin sangat tergantung pengaruh dari debit aktual dalam turbin dengan debit desain turbin (Q/Qd), effisiensi turbin ditunjukkan pada gambar berikut (Ramos,2000):
Gambar 2. Grafik Effisiensi Turbin B. Peralatan Elektrik Peralatan elektrik PLTA berfungsi sebagai pengaturan kelistrikan setelah dilakukan proses pembangkitan listrik, peralatan elektrik meliputi generator, governor, speed increaser, transformer, switchgear dan auxiliary equipment. Analisa Pembangkitan Energi Produksi energi tahunan dihitung berdasarkan tenaga andalan. Tenaga andalan dihitung berdasarkan debit andalan yang tersedia untuk pembangkitan energi listrik yang berupa debit outflow dengan periode n harian (Arismunandar,2004:19). E = 9,8 x H x Q x ηg x ηt x 24 x n dimana: E : energi tiap satu periode (kWh) H : tinggi jatuh efektif (m) Q : debit outflow (m3/dt) ηg : efisiensi generator ηt : efisiensi turbin n : jumlah hari dalam satu periode. Analisa Reduksi Emisi Gas Karbon Analisa reduksi emisi gas karbon dihitung dengan persamaan (Anonim, 2005): ΔGHG : (ebase – eprop) Eprop (1- λprop) Dimana: ΔGHG : Besaran reduksi gas karbon ( kgCO2e ) ebase : faktor emisi gas karbon dari sumber tidak terbarukan eprop : faktor emisi gas karbon dari sumber terbarukan Eprop : besarnya daya bangkitan (kWh) λprop : kehilangan daya pada grid
nilai unit konversi produksi emsisi gas karbon per kWh adalah sebagai berikut: Tabel 3. Nilai Konversi Produksi Emisi
Sumber: IPCC,2006 Analisa Kelayakan Ekonomi Analisa ekonomi dilakukan untuk mengetahui kelayakan suatu proyek dari segi ekonomi. Dalam melakukan analisa ekonomi dibutuhkan dua komponen utama yaitu: cost (komponen biaya) Meliputi biaya langsung (biaya konstruksi) dan biaya tak langsung (O&P, contingencies dan engineering) benefit (komponen manfaat). Manfaat didapatakan dari hasil penjualan listrik berdasarkan harga tarif yang berlaku dan pendapatan dari reduksi emisi gas karbon (CER). Parameter kelayakan ekonomi meliputi: 1. Benefit Cost Ratio
2. Net Present Value NPV = PV Benefit – PV Cost 3. Internal Rate Of Return (
)
4. analisa sensitivitas Analisa sensitivitas dilakukan pada 3 kondisi yaitu: Cost naik 20%, benefit tetap Cost tetap, benefit turun 20% Cost naik 20%, benefit turun 20% HASIL DAN PEMBAHASAN Konsep yang mendasari dalam studi perencanaan PLTA Kesamben adalah dengan memanfaatkan beda tinggi potensial antara Karangkates dan Wlingi sebesar 17 meter. Debit akan dialirkan menuju sistem PLTA secara sistem pengaliran aliran (diversion) dan akan dialirkan kembali menuju sungai Brantas.
Konsep klasifikasi pembangkit tenaga listrik bisa didasarkan atas beberapa faktor seperti kapasitas daya terpasang, tinggi jatuh dan lain lain, klasifikasi berdasarkan daya terpasang sangat penting untuk dilakukan karena akan berhubungan dengan sistem pengoperasian dan distribusi pembangkit listrik (central grid atau isolated grid). Tabel 4. Klasifikasi Potensi PLTA Kesamben No.
Faktor Klasifikasi
Nilai / (Klasifikasi)
1
Tinggi Jatuh Potensial (H)
17 m (rendah)
2
Tipe Eksploitasi
Run Of River
3
Penempatan Rumah Pembangkit
(Pada Sistem Pengalihan/Diversion)
Berdasarkan analisa inflow harian digunakan debit desain rencana untuk desain PLTA dengan keandalan tertentu seperti pada kurva durasi aliran (FDC) seperti berikut:
Gambar 3. Kurva Durasi Aliran Outflow Dari kurva maka dilakukanlah simulasi waduk untuk menentukan daya terpasang dan debit yang dibutuhkan. Debit yang dapat digunakan untuk perencanaan PLTA adalah sebagai berikut : Tabel 5. Alternatif Debit Desain Debit
Daya
(m3/dt)
(MW)
1.
88,28
2 x 5,00
2.
110,27
2 x 6,00
Alternatif
Maka dari perencanaan alternatif tersebut direncanakan komponen bangunan sipil, pada studi ini digunakan alternatif 2 sebagai acuan debit desain bangunan sipil. Sedangkan, debit banjir rancangan pada PLTA Kesamben menggunakan hasil hidrograf outflow dari penelusuran banjir pada waduk Sutami
dan waduk Lahor, kemudian hasil penelusuran banjir tersebut digabungkan dengan hasil debit banjir pada remaining basin DAS Kesamben sehingga diketahui hidrograf banjir pada lokasi PLTA Kesamben, sebagai berikut: Tabel 6. Debit Banjir PLTA Kesamben Kala ulang
Q maksimum
( Tahun )
(m3/det)
Q 5 Th
518,87
Q 10 Th
736,67
Q 50 Th
1795,93
Q 100 Th
2313,83
Q 1000 Th
3145,55
Sumber: PJT 1 Maka hidrograf banjir pada lokasi PLTA Kesamben adalah sebagai berikut:
Gambar 4. Hidrograf Banjir Rancangan PLTA Kesamben Berikut adalah bangunan sipil yang akan direncanakan pada PLTA Kesamben: 1. Bangunan Pengambilan Bangunan pengambilan direncanakan berupa pintu pengambilan (intake) dan dilengkapi dengan trashrack, pintu pengambilan didesain menggunakan tipe pintu gate butterfly dengan data teknis sebagai berikut: Elevasi dasar : +162,50 Debit desain : 55,13 m3/dt Diameter pipa : 3 meter Luas penampang pip : 7,07 m2 Lebar tiap pintu : 5 meter Jumlah Pintu : 2 pintu Sedangkan desain penyaring (trashrack) adalah sebagai berikut : Bentuk jeruji : bulat memanjang Kemiringan trashrack : 45o Tebal jeruji (s) : 10 mm
Jarak antar jeruji Jumlah jeruji
: 500 mm : 23 jeruji
Gambar 5. Desain Pintu Pengambilan Bendung gerak adalah jenis bendung yang tinggi pembendungannya dapat diubah sesuai dengan yang dikehendaki dengan membuka pintu air (gate). Berikut data teknis perencanaan bendung gerak: Debit rencana Q50 : 1795,930 m3/dt Lebar sungai rencana : 38 meter Lebar pilar : 4 meter Jumlah pilar : 2 Pilar rencana Elv. dasar sungai : + 162.500 Elv. lantai bendung : + 160.500 Elv. mercu bendung : + 171.000 Tinggi jagaan : 2,00 meter Tinggi pintu rencana : 11,00 meter Tinggi bendung : 10,5 meter Tinggi total bendung : 10,5 m + 11,0 m + 2 m = 23,5 meter
Gambar 6. Desain Bendung Gerak Kesamben 2. Bangunan Pembuang (tailrace cannal) Saluran tailrace direncanakan sistem pengaturan / regulasi pada bagian akhir dari draft tube berupa pintu atau katup kemudian debit air akan dialirkan melalui saluran terbuka dimana diujung saluran akan direncanakan ambang lebar sebagai kontrol elevasi muka air (TWL). Dalam perencanan saluran pembuang digunakan data teknis rencana sebagai berikut: Debit rencana : 55,13 m3/dt
Elv dasar saluran : + 163,00 Lebar saluran : 48 meter Bentuk saluran : persegi Jenis pasangan : beton Koefisien manning : 0,020 Aliran air dari saluran pembuang akan dialirkan melaui ambang (weir) pada ujung saluran dengan data perencanaan: Bentuk ambang : ogee tipe I Lebar ambang : 48 meter Tinggi ambang : 0,5 meter Elevasi ambang : +163,50 Elevasi dasar : +163,00 Dengan menggunakan persamaan Q = C B H1,5 dengan nilai koefisien debit untuk pengaliran tenggelam (C = 1,7) maka akan didapatkan lengkung kapasitas debit (rating curve) berdasarkan de-bit operasional pada ambang tailrace seb-agai berikut:
Sumber : Hasil Perhitungan Gambar 7. Rating Curve Pada Ambang Tailrace Perhitungan Tinggi Jatuh Effektif Dengan menggunakan persamaan empir-ik berdasarkan potensi kehilangan tinggi tekan maka tinggi jatuh effektif diten-tukan seperti pada tabel berikut: Tabel 7. Perhitungan Tinggi Jatuh Effektif Paremeter tinggi tekan Koefisien kehilangan pada intake trashrack intake bell mouth 0,300 kehilangan sebelum turbin diasumsikan total kehilangan elevasi TWL debit turbin tinggi jatuh (head ) tinggi jatuh efektif tinggi jatuh kotor -
Sumber : Hasil Perhitungan
Perencanaan Peralatan Hidromekanikal Dan Elektrikal Peralatan hidromekanikal dan elektrikal yang direncanakan dalam studi ini meliputi: turbin hidraulik, peralatan elect-rik dan rumah pembangkit. Turbin hidraulik Berdasarkan besarnya debit desain dan tinggi jatuh effektif dapat dipilih tipe turbin yang digunakan. Debit desain per turbin : 55,13 m3/dt Tinggi jatuh effektif : 87,02 m Daya teoritis : 50 MW atau 43012,39HP
Gambar 8. Pemilihan Turbin
Hf 0,004 0,930 0,050 0,984 164,2 12,29 13,28
Gambar 9. Pemilihan Turbin Reaksi Maka direncanakan: Tipe turbin : Kaplan Jumlah turbin : 2 unit Debit : 55,13 m3/dt Frekuensi generator : 50 Hz
Kutub generator : 14 buah Kecepatan putar : 425,438 rpm Kecepatan spesifik : 678,050 mkW Diameter runner : 1,342 m σkritis : 0,941 σaktual : 0,965 elv pusat turbin : +161,918 tinggi hisap : -2,306 m dan direncanakan sistem intake turbin tipe spiral case dan draft tube dengan dimensi: lebar total spiral case : 5,279 m diameter intake spiral case : 1,978 m tinggi draft tube : 2,682 m panjang draft tube : 5,319 m peralatan elektrik yang direncanakan meliputi: generator 3 fasa, governor, speed increaser, transformer, switchgear dan auxiliary equipment. rumah pembangkit direncanakan dengan tipe dalam tanah (underground facility) dengan dimensi: Tinggi : 15 meter Lebar : 20 meter Panjang : 55 meter Material rumah : beton Tebal dinding rumah : 0.3 meter Kedalaman pondasi : 1.5 meter Analisa Pembangkitan Energi Energi yang dihasilkan pada PLTA Kesamben I & II tiap satu hari operasi ditabelkan sebagai berikut: Tabel 8. Hasil Pembangkitan Energi harian Tiap Alternatif Tinggi
Debit
Jumlah
Operasi
Turbin
(m3/dt)
(buah)
(m)
(jam)
(kW)
(kWh)
1
88,28
2
12,80
24
9989
239746
2
110,27
2
12,29
24
11987
287683
No
Jatuh Efektif
Lama Operasi
Daya
Energi Harian
Unit
Debit
Turbin
Desain
(Unit)
(m3/dt)
Daya (kW)
1
2
Nilai CER/Th Milyar Rp
87935
66303
10,81
0,764
87935
67182
10,95
0,94
87935
82659
13,47
87935
51090
8,33
0,754
103431
77987
12,71
0,764
103431
79021
12,88
103431
97225
15,85
103431
60094
9,80
Nilai konversi kgCO2
Minyak
0,754
Diesel Batu Bara Gas Alam Minyak Diesel Batu Bara Gas Alam
0,581
0,94 0,581
Energi Bersih Tahunan MWh
Sumber : Hasil Perhitungan Analisa Ekonomi Biaya proyek dan OP dihitung dengan menggunakan persamaan empirik sebagai berikut: Tabel 11. Estimasi Biaya PLTA No
Biaya (milyar rupiah)
item pekerjaan
Alt 1
Alt 2
biaya engineering
9,98
11,08
2
peralatan hidromekanik
94,21
106,88
3
pemasangan hidromekanik
14,13
16,03
4
pemasangan jalur transmisi
3,50
3,50
5
travo dan substansi
2,51
2,95
0,38
0,44
76,02
89,21
1
7 8
lain lain
52,52
63,21
9
biaya contingencies
25,32
29,33
10
biaya O & P
2,53
2,93
11
capital cost
278,57
322,64
12
PPN 10%
27,86
32,26
(MWh)
13
total cost
306,43
354,90
14
rasio rp/kWh
3136,25
3088,14
Energi
6
Tahunan
Alternatif 1
2
88,28
9989
97705,22
Alternatif 2
2
110,27
11988
114.923,63
Sumber : Hasil Perhitungan Analisa CER
Alt
Nilai Reduksi tCO2/th
Jenis Bahan Bakar
pemasangan substansi sipil
Sumber : Hasil Perhitungan Sedangkan hasil pembangkitan tahunan untuk tiap alternatif adalah: Tabel 9. Hasil Pembangkitan Energi Tahunan Tiap Alternatif No.
Berdasarkan hasil pembangkitan energi tahunan maka didaptakan nilai reduksi emisi dan pendapatan utnuk tiap alternatif sebagai berikut: Tabel 10. Hasil Reduksi Emisi Dan CER
travo
dan
Sumber : Hasil Perhitungan
Sedangkan estimasi manfaat tahunan dari penjualan energi listrik adalah:
2.
Tabel 12. Estimasi Manfaat PLTA
3.
No.
Harga Listrik Rp/Kwh
Energi tahunan Mwh
income Milyar Rp
CER Milyar Rp
Total Milyar Rp
1
1434
97705
140076
10,81
140.086
2
1434
114924
164761
12,71
164.774
Sumber : Hasil Perhitungan Dengan rencana usia proyek adalah 35 tahun maka akan didapatkan parameter kelayakan ekonomi sebagai berikut: Tabel 13. Analisa Ekonomi Tiap Alternatif 1
PV Cost 294,87
PV Benefit 891,62
2
338,97
1048,75
Alt
BCR
NPV
IRR
3,02
597
45%
Payback Period 5,23
3,09
710
46%
5,19
Sumber : Hasil Perhitungan Dan analisa sensitivitas sebagai berikut: Kondisi 1:benefit turun 20%, cost tetap Kondisi 2:benefit tetap, cost naik 20% Kondisi 3:benefit turun 20%, cost naik 20% . Hasil analisa sensitivitas untuk tiap alternatif ditabelkan sebagai berikut: Tabel 14. Hasil Analisa Sensitivitas Tiap Alternatif PV Benefit
Kondisi
PV Cost
NPV
BCR
1
294,87
713,29
418,43
2,42
2
353,84
891,62
537,78
2,52
3
353,84
713,29
359,45
2,02
Alternatif 1 (2 x 5,00 MW)
Alternatif 2 (2 x 6,00 MW) 1
338,97
839,00
500,02
2,48
2
406,77
.048,75
641,98
2,58
3
406,77
839,00
432,23
2,06
Sumber : Hasil Perhitungan Sehingga dari analisa ekonomi dipilih alternatif 2 sebagai alternatif yang paling mengguntungkan 4. KESIMPULAN DAN SARAN 1. Berdasarkan analisa, hidrologi debit andalan yang tersedia berdasarkan alternatif terpilih yaitu alternatif 2 sebesar 110,27 m3/dt.
Tinggi jatuh efektif yang diperlukan pada PLTA Kesamben I & II berdasarkan alternatif terpilih yaitu alternatif 2 sebesar 12,29 m. Desain bangunan PLTA Kesamben I & II yang dipergunakan dalam studi ini adalah sebagai berikut: a Bangunan sipil: Pintu pengambilan, dengan detail sebagai berikut : Jenis pintu :Gate Butterfly Bahan pintu : Baja Diameter pipa : 3,00 m Luas penampang pipa : 7,07 m2 Lebar intake : 10 m Jumlah intake : 2 Buah Lebar pilar :2m Lebar tiap pintu :5m Kecepatan : 7,80 m/dt Rumah pembangkit (Power House), dengan detail desain sebagai berikut: Bentuk Power house: tipe dalam tanah (underground type) Tinggi : 15 meter Lebar : 20 meter Panjang : 55 meter Material rumah : Beton Tebal dinding rumah: 0,3 meter Kedalaman pondasi : 1,5 meter Bangunan pembuang (saluran tailrace dan ambang lebar), dengan detail sebagai berikut : Luas saluran : 56,823 m2 Keliling basah : 50,368 m Jari-jari hidraulik : 1,128 m Slope : 0,000163 Kecepatan saluran: 0,923 m/dt b Peralatan mekanik dan elektrik: Turbin kaplan beserta kelengkapanya (spiral case, draft tube dan wicket gate), generator 50 Hz 3 fasa dengan 14 kutub, governor, speed increaser, travo, switchgear dan aksesoris kelistrikan. Berdasarkan analisa ekonomi terhadap alternatif terpilih (alternatif 2) didapatkan besar biaya total sebesar 354,90 milyar rupiah dengan nilai BCR 3,09 , NPV 709,77 milyar rupiah, IRR 46 % dan payback
period 5,19 tahun, sehingga pembangunan PLTA layak secara ekonomi. Berdasarkan analisa sensitivitas terhadap alternatif terpilih (alternatif 2) didapatkan kondisi 1 benefit turun 20% cost tetap (NPV 500,02 milyar rupiah dan BCR 2,48), kondisi 2 benefit tetap cost naik (NPV 641,98 milyar rupiah dan BCR 2,58) dan kondisi 3 benefit turun cost naik 20% (NPV 432,23 milyar rupiah dan BCR 2,06) sehingga pembangunan PLTA layak pada seluruh kondisi. Agar studi kelayakan PLTA bisa lebih baik maka perlu dilakukan studi pendahuluan yang lebih komprehensif sehingga akan didapatkan data pendukung yang akan membuat laporan dari studi kelayakan lebih akurat, hal hal yang perlu diperhatikan dalam studi kelayakan PLTA adalah: Melakukan pengukuran topografi dan survey kondisi lokasi studi. Melakukan tinjauan terhadap perkembangan perekonomian yang sedang terjadi. Melakukan tinjauan terhadap teknologi yang sedang berkembang dalam bidang pembangkitan energi. Melakukan tinjauan terhadap komisi energi bersih internasional terkait clean development mechanism (CDM). DAFTAR PUSTAKA 1. Anonim. 2006. Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Switzerland: IPCC (International Panel In Climate Change). 2. Anonim. 2005. RETScreen® Engineering & Cases Textbook. Kanada: RETScreen International. 3. Anonim, 1976. Engineering Monograph No. 20 Selecting Reaction Turbines. Amerika: United States Bureau Of Reclamation.
4.
5.
6. 7.
8.
9. 10.
11.
12.
13.
Arismunandar A. dan Kuwahara S. 2004. Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik. Jakarta : PT Pradnya Paramita. Bringas, John E. 2004. Handbook of Comparative World Steel Standarts. USA. ASTM International. Chow, Ven te. 1997. Hidraulika saluran terbuka. Jakarta : Erlangga Dandekar, MM dan K.N. Sharma. 1991. Pembangkit Listrik Tenaga Air. Jakarta : Universitas Indonesia. Mosonyi, Emil. 1963. Water Power Development Volume One Low Head Power Plant. Budapest : Akademiai Kiado Patty, O.F. 1995. Tenaga Air. Erlangga : Surabaya. Penche, Celso. 2004. Guidebook on How to Develop a Small Hydro Site. Belgia : ESHA (European Small Hydropower Association). Ramos, Helena. 2000. Guidelines For Design Small Hydropower Plants. Irlandia : WREAN (Western Regional Energy Agency & Network) and DED (Department of Economic Development). Soemarto, C.D. 1987. Hidrologi Teknik Edisi 1. Surabaya : Usaha Nasional. Varshney,R.S. 1977. Hydro-Power Structure. India : N.C Jain at the Roorkee Press.
