ANALISIS PERHITUNGAN KAPASITAS DAYA TERPASANG DALAM ...

Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat, Analisis Penghitungan ... 73

ANALISIS PERHITUNGAN KAPASITAS DAYA TERPASANG DALAM

PERENCANAAN PEMBANGUNAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA

MIKROHIDRO (PLTM) DI DESA BURNO, KECAMATAN SENDURO –

KABUPATEN LUMAJANG

Oleh:

Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat

Dosen Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya

Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui informasi input dan output daya pada

potensi PLTM di Desa Burno, Kecamatan Senduro, Kabupaten Lumajang serta mendisain

pekerjaan Sipil, Mekanik, dan Elektrik yang ideal dari suatu PLTM di titik potensi.

Sedangkan manfaat dari penelitian ini adalah sebagai informasi lengkap dalam

perancangan PLTM bagi Pemerintah Daerah Kabupaten Lumajang pada titik potensi

di Desa Burno, Kecamatan Senduro. Tahapan dari penelitian ini adalah studi literature, survey,

identifikasi pengumpulan data debit air dan tinggi jatuh (head), Analisis data debit harian

selama satu tahun yang mengalir di Desa Burno, Kecamatan Senduro, Kabupaten Lumajang.

Desain dan kajian instalasi sipil meliputi pintu pengambilan, saluran penghantar, bak

penenang, saringan sampah, rumah pembangkit hingga saluran pembuang dan menentukan

jenis Turbin dan Generator. Hasil penelitian ini adalah perancangan PLTM, dengan berawal

pada suatu potensi sumber daya air yang layak secara teknis untuk PLTM. Data input

adalah sebagai berikut debit design sebesar 0,383 m3/s, beda tinggi efektif dari titik

potensi adalah 8,3 m, sehingga daya yang dapat dibangkitkan sebesar 19,064 kW,

atau 22,428 kVA dan mampu mencukupi kurang lebih 44 Rumah (Kepala Kelurga), dengan

pembagian daya 500 VA per Rumah. Untuk desain teknis civil work, mechanic work, electric

work dari perencanaan PLTM masing-masing diperoleh data teknis sebagai berikut : Saluran

Pembawa dengan tipe saluran terbuka, gradient 6 %, panjang 99 m, untuk rumah pembangkit

dengan tipe standar (pondasi beton, pasangan batu kali), sedangkan untuk pipa pesat

menggunakan tipe permukaan dari bahan baja, dengan garis tengah 18 inchi dan panjang 18 m,

untuk jaringan distribusi menggunakan saluran udara pada tiang besi, tegangan kerja 220 Volt

/380 Volt sepanjang 2 km. Sedangkan untuk Turbin yang digunakan adalah jenis Med Cross

Flow dengan jenis Generator adalah Motor Induksi yang dioperasikan sebagai Generator.

Generator yang digunakan adalah 40 kVA.

Kata Kunci: potensi PLTM, debit, head, perancangan, pekerjaan sipil

Kebutuhan listrik saat ini sudah menjadi

kebutuhan utama penduduk. Di Jawa

Timur dari tahun ke tahun sangat

meningkat yang tidak diiringi oleh

pembangunan sub sektor

ketenagalistrikan dan ini menjadi

perhatian pemerintah (Budiono, Chayun,

2003). Secara umum listrik adalah sarana

untuk meningkatkan kesejahteraan

masyarakat dan listrik juga merupakan

salah satu utilitas utama perumahan yang

harus di penuhi di dalam pembangunan

suatu perumahan baik perumahan

sederhana di pedesaan maupun di dalam

pembangunan rumah susun.

Permasalahan yang ada pada saat ini

adalah terbatasnya suplai tenaga listrik

yang mengakibatkan krisis energi

ketenaga listrikan. Sebagian besar

pasokan listrik berasal dari Perusahaan

74 JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 3, NO 2, AGUSTUS 2014

Listrik Negara (PLN) melalui jaringan

kabel (grid PLN). Jaringan utama

tersebut menyediakan daya listrik yang

umumnya berasal dari Pembangkit

Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pembangkit

Listrik Tenaga Diesel (PLTD),

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

(PLTP), dan Pembangkit Listrik

Tenaga Air (PLTA). PLTU biasanya

menggunakan batubara ataupun gas

sebagai bahan bakarnya. Jaringan

Tenaga Listrik yang bersumber dari

Pembangkit Listrik Tenaga

Mikrohidro (PLTM) masih jarang

ditemui.

Oleh karena itu Pemerintah

berupaya memberikan bantuan listrik

bagi daerah terpencil atau belum

berkembang yang belum terjangkau

jaringan listrik PLN sebagaimana

diamanatkan oleh Peraturan

Pemerintah No. 3 Tahun 2005, dan

berdasarkan ketentuan dimaksud

Pemerintah Propinsi Jawa Timur c.q.

Dinas Energi dan Sumber Daya

Mineral melalui APBD mengupayakan

bantuan Pembangkit Listrik Tenaga

Mikrohidro (PLTM) bagi penduduk

desa /dusun terpencil yang belum

terjangkau pelayanan listrik PLN ke

depan dan tentunya melalui koordinasi

dengan Pemerintah Kabupaten di Jawa

Timur yang mengusulkan bantuan

dimaksud.

Kabupaten Lumajang dengan

jumlah wilayah terdiri dari 21 wilayah

kecamatan, 197 desa dan 7 kelurahan

dengan luas wilayah ± 1.791 Km2 atau

3,74 % dari luas Propinsi Jawa Timur

sebagian besar belum teraliri listrik,

sementara hanya dengan sambungan pada

jarak yang begitu jauh dari sumber tenaga

listrik PLN, serta mempunyai potensi

dekat dengan aliran sungai, mendapat

bantuan pembangunan PLTM.

Jarak Dusun dengan titik akhir

jaringan listrik Nasional (PLN) 4 Km.

Selama ini penduduk memperoleh aliran

listrik dengan cara Oloran (Saluran listrik

Lokal). Lebih jelasnya mengenai batas

wilayah geografis Kabupaten Lumajang

dapat dilihat pada Gambar 1 (Bapekab

Lumajang, 2009).

Gambar 1. Batas Wilayah Geografis Kabupaten Lumajang


Selanjutnya untuk mendapatkan

hasil pekerjaan pengadaan bantuan yang

optimal sesuai dengan harapan, terarah

dan sesuai dengan kondisi lapangan

maka perlu dilakukan "Perencanaan'

terlebih dahulu sebelum pengadaan

bantuan pembangunan PLTM dimaksud.


Mikrohidro (PLTM).

Penerapan pembangkit listrik

tenaga mikrohidro di jaringan irigasi

adalah untuk menunjang pembangunan

pedesaan melalui peningkatan taraf

sosial-ekonomi masyarakat desa.

Jaringan irigasi yang banyak dibangun di

daerah pedesaan untuk menunjang

pembangunan pertanian menyimpan

potensi tenaga air yang cukup besar

untuk dimanfaatkan bagi PLTM.

Penerapan Pembangkit Listrik

Tenaga Mikrohidro di jaringan irigasi

adalah untuk mengembangkan potensi

tenaga air yang terdapat pada jaringan

irigasi menjadi potensi tenaga listrik,

dengan membuat pembangkit listrik

tenaga mikrohidro pada bagian-bagian

dari jaringan irigasi yang mempunyai

potensi, dan menyalurkan tenaga listrik

yang dihasilkan kepada masyarakat

pemakai untuk dimanfaatkan bagi

pengembangan potensi sosial-ekonomi

desa (pendidikan, kesehatan, keluarga

berencana, keagamaan, pertanian,

peternakan, industri kecil/rumah,

kerajinan, ketrampilan, perdagangan dan

lain-lain).

Potensi tenaga air tersebar hampir

di seluruh Indonesia dan diperkirakan

mencapai 75.000 MW, sementara

pemanfaatanya baru sekitar 2,5 persen

dari potensi yang ada (Satriyo, Puguh

Adi, 2004). Turbin air sebagai alat

pengubah energi potensial air menjadi

energi gerak dengan torsi putar yang

dapat dimanfaatkan sebagai penggerak

Generator, Pompa dan peralatan lain.

Untuk daerah /lokasi yang mempunyai

sumber energi air sangatlah

menguntungkan apabila memanfaatkan

teknologi Turbin Air.

Keunggulan.

Beberapa kelebihan dari Pembangkit

Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM)

antara lain adalah sebagai berikut :

1. Perawatan relatif mudah dan murah.

2. Potensi energi air yang melimpah;

3. Teknologi yang handal dan kokoh

sehingga mampu beroperasi lebih dari

15 tahun;

4. Teknologi PLTM merupakan teknologi

ramah lingkungan dan terbarukan;

5. Effisiensi tinggi (70-85 persen).

Persyaratan Teknis.

Untuk membangun Pembangkit


dalam rangka menunjang pembangunan

pedesaan melalui peningkatan taraf

sosial-ekonomi masyarakat Desa,

dibutuhkan beberapa persyaratan teknis

sebagai berikut (Sutisna, Nanang, 2004):

1. Sistem pengelolaan jaringan irigasi

cukup baik, sehingga pendistribusian

air berlangsung secara teratur sepanjang

tahun.

2. Debit air yang diperlukan tersedia

sepanjang tahun dan dapat dipenuhi

oleh Debit Sungai rata-rata pada musim

kemarau.


3. Tinggi terjun yang cukup, yang

bersama-sama dengan Debit aliran

menghasilkan potensi tenaga air yang

dinyatakan dengan Daya sumber : Ps

= r . g . Q . H

dengan :

Ps = daya sumber (W)

r = kerapatan massa air (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (m/dt2)

Q = debit aliran (m3/dt)

H = tinggi terjun (m)

Adapun Potensi Listrik Tenaga

Mikrohidro dinyatakan dengan Daya

hasil sebagai berikut :

Ph = ht . Ps

dengan :

Ph = daya hasil (W)

ht = effisiensi total PLTM (%)

4. Pembuatan PLTM tidak mengganggu

sistem irigasi yang sudah ada, bahkan

agar diusahakan adanya peningkatan

/perbaikan.

5. PLTM menggunakan teknologi tepat

guna agar pembuatan, pengoperasian

dan pemeliharaannya dapat dilakukan

dengan menggunakan tenaga kerja

setempat.

Persyaratan Sosio-Ekonomi.

Upaya membangun Pembangkit


dalam rangka menunjang pembangunan

di Pedesaan melalui peningkatan taraf

sosial-ekonomi masyarakat Desa

dibutuhkan beberapa persyaratan sosio-

ekonomi sebagai berikut (Danar,

Donianto, 2008) :

1. Potensi listrik tenaga mikrohidro yang

ada merupakan sumber daya yang dapat

menunjang pembangunan pedesaan.

Potensi sosial-ekonomi desa yang dapat

dikembangkan dengan adanya PLTM

cukup besar.

2.Biaya pembuatan PLTM dapat

ditanggulangi oleh usaha swadaya

masyarakat, koperasi atau unit usaha

swasta kecil dan menengah lainnya.

3.Usaha kelistrikan dari PLTM secara

ekonomi dapat dipertanggung

jawabkan, dalam arti potensi konsumen

yang ada dapat menyerap produksi

listrik yang dihasilkan dengan harga

jual yang ditetapkan berdasarkan

prinsip-prinsip pengusahaan.

Potensi sumber daya manusia

yang ada dapat diharapkan untuk

mengelola PLTM secara baik dan handal.

Pemilihan Tipe Turbin pada


Mikrohidro (PLTM).


Mikrohidro (PLTM) adalah suatu

pembangkit listrik skala kecil yang

mengubah energi potensial air menjadi

kerja mekanis, memutar turbin dan

generator untuk menghasilkan daya

listrik skala kecil, yaitu sekitar 0-100 kW.

Turbin merupakan salah satu mesin fluida

yang mengubah energi mekanis fluida

menjadi kerja poros. Terdapat dua jenis

utama turbin, yaitu turbin aksi/impuls dan

turbin reaksi. Pada turbin impuls,

pancaran (jet) air bebas mendorong

bagian turbin yang berputar yang

ditempatkan pada tekanan atmosfir.

Sebagai contoh turbin ini adalah turbin

pelton, turgo, dan crossflow. Sedangkan

pada turbin reaksi, aliran air terjadi pada

tekanan tertutup. Sebagai contoh turbin

ini adalah turbin kaplan, propeller dan

turbin francis. Kedua jenis turbin tersebut

tergantung pada perubahan momentum


dari air, sehingga gaya dinamiklah yang

mengenai bagian yang berputar (Runner)

dari turbin tersebut.

Pada dasarnya pemilihan tipe

turbin untuk PLTM sama seperti

pemilihan tipe turbin pada PLTA

konvensional yang pernah ada. Dasar

pemilihan tipe turbin sebagai penggerak

generator pada Pembangkit Listrik

Tenaga Mikrohidro (PLTM) terlebih

dahulu harus diketahui besaran Head

(meter), debit air (m3/detik) , dan

besarannya kecepatan putar turbin (n).

Kecepatan putaran turbin diperoleh

dengan mengetahui kecepatan air yang

akan masuk sudu-sudu turbin, dengan

merubah kecepatan linear menjadi

kecepatan keliling (sentrifugal) pada

poros turbin tersebut yang disebut dengan

kecepatan keliling (U1 = D x phi x n).

Dengan : U1 = Kecepatan Keliling D =

Diameter Roda Turbin n = Putaran

Turbin.

Dalam pemilihan kecepatan

putaran sedapatnya ditentukan setinggi

mungkin, karena dengan kecepatan putar

yang tinggi akan didapat momen punter

(kopel) yang kecil, poros yang kecil, dan

diameter roda turbin yang kecil, sehingga

akan membuat ukuran Generator lebih

kecil. Kecepatan keliling U1 meningkat

dengan membesarnya n. Selanjutnya

yang sangat penting untuk diketahui

dalam merencanakan turbin adalah

menentukan kecepatan spesifik (nq )

yang akan sangat menentukan dalam

perencanaan tipe turbin yang akan

digunakan dalam PLTMH. Besar

kecepatan spesifik (nq) dapat diperoleh

dengan rumus:

Dengan : n = Jumlah putaran permenit V

= Kapasitas air ( m3/detik) H = Head/

tinggi air jatuh (m)

Gambar 2. Hubungan antara Net Head, Water

Flow dan Daya Turbin

Gambar 3. Grafik Head = f(Nsq) pada

Beberapa Jenis Turbin

Selain dengan menggunakan

rumus diatas, nilai dapat juga diperoleh

dengan menggunakan Grafik kecepatan

spesifik Gambar 2 dibawah ini setelah


diketahui besar nilai Head, Putaran

Turbin, dan Kapasitas air. Setelah

mengetahui Kecepatan spesifik tersebut

dapat ditentukan jenis Turbin yang akan

digunakan. Apakah akan digunakan

Turbin propeller, pelton, cross flow atau

yang lainnya. Penentuan jenis Turbin

untuk PLTM juga dapat secara langsung

melalui Gambar 3 Grafik Head = f(Nsq)

pada beberapa jenis turbin berikut setelah

diketahui nilai kecepatan spesifik dari

cara perhitungan diatas.

Spesifikasi Teknis.

Dengan memakai rumus di bawah

ini, bisa dihitung kapasitas PLTM sesuai

dengan spesifikasinya :

P = r x g x Q x H x eff (Watt)

Sebagai contoh disini diberikan data

spesifikasi teknis untuk tipe DASTEL

400CF.

DASTEL 400 CF.

Net Head Hnet meter 10 15 20 30 40

Debit Q m3/s 0,61 0,75 0,86 1,10 1,22

Diameter Runner Do meter 0,40 0,40

0,40 0,40 0,40

Putaran turbin N Rpm 315 386 446 546

630

Power Ps kW 42 78 119 229 338

Efisiensi h 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71

Lebar runner Bo meter 0,60 0,61 0,60

0,63 0,60

Diameter pipa Dia in 35 38 41 47 49

Selain tipe ini, telah dikembangkan pula

tipe DASTEL 100,150 dan 200CF.

Aplikasi.

Sejauh ini, PLTM in telah diaplikasikan

di antara lain Kampung Cibunar, Desa

Pager Ageung, Tasikmalaya.

METODE PENELITIAN

Dalam menyelesaikan permasa-

lahan penelitian ini menggunakan metode

sebagai berikut :

- Observasi : survei lapangan (ke lokasi)

- Analisis perhitungan matematis

Lingkup Kegiatan

Lingkup Kegiatan Perencanaan

PLTM di Desa Burno, Kec. Senduro –

Kab. Lumajang adalah sebagai berikut:

1. Pelaksanaan Pra Pembangunan /

survey lapangan

Di dalam kegiatan perencanaan

pembangunan berupa survei potensi

PLTM terdapat beberapa hal yang

harus dipertimbangkan sebelum

pembangkit mikro hidro tersebut

dibangun, yaitu :

Penentuan titik lokasi penem-

patan rumah pembangkit.

Penentuan titik lokasi untuk

penempatan rumah pembangkit

suatu PLTM merupakan langkah

awal yang sangat menentukan

rencana pembangunan, dan

pemanfaatan hasilnya.

Titik lokasi penempatan rumah

pembangkit haruslah ditentukan

secara cermat dan tepat karena hal

ini akan berpengaruh terhadap :

a.Bangunan (struktur geologi,

pondasi, bahan, pemeliharaan

bangunan dan keberadaan

bangunan dari kemungkinan

bencana banjir, longsor dll)

b.Besaran potensi listrik

c.Jaringan listrik ke rumah warga

d.Biaya pembangunan, pemeliha-

raan dan operasional.


Komunitas yang akan langsung

terlibat.

Hal-hal penting berupa keter-

libatan penduduk sekitar proyek,

pembangunan. Transportasi

yang akan digunakan, kebising-

an dan polusi udara yang akan

diterima masyarakat, pemasang-

an tiang dan distribusi serta

permasalahan tanah sehingga

perlu disosialisasikan kepada

masyarakat

Area tangkapan air (biasanya

hutan);

Ini merupakan faktor yang perlu

dipertimbangkan, mengingat

lahan yang tersedia terbatas.

Jika populasi di daerah tempat

akan dibangunnya PLTM pada

daerah yang tinggi, maka

kemungkinan besar akan terjadi

penebangan hutan yang tidak

dapat terkontrol, hal ini dapat

mengakibatkan daerah tangkapan

air dapat terganggu. Sehingga

quantitas dari air yang

merupakan sumber utama dari

pembangkit PLTM dapat

berkurang sehingga dapat

mengakibatkan terganggunya

oprasional dari pembangkit

tersebut.

2. Perencanaan pengadaan PLTM,

pembangunan fasilitas Sipil

Perencanaan pembangunan

saluran, pembanguan bak

penampung dan pemisah air,

pembangunan penstock,

pembangunan rumah Generator

dan pembangunan struktur

pembuangan air,

Perencanaan pembangunan

mekanik meliputi: Perencanaan

pembangunan turbin dan

pembangunan generator.

Perencanaan pembangunan Elec-

trical: Perencanaan pembangunan

transmisi mekanik, pembangunan

kompensator beban, pembangun-

an saluran distribusi.

Langkah Pelaksanaan Pekerjaan.

Pekerjaan dilaksanakan dalam

beberapa tahap, yaitu :

1. Tahap I :

Pengumpulan data sekunder

/kajian pustaka.

Survey Lokasi / Penelitian

lapangan, meliputi :

- Informasi Potensi PLTMH

(data awal).

- Peninjauan lokasi.

- Pengukuran topografi, debit air,

head dll.

- Tata guna lahan.

- Kondisi elektrifikasi.

- Pemakaian beban (KK).

2. Tahap II.

Studi kelayakan (Potensi SDA,

Kondisi Alam, Kondisi desa dan

Kondisi Lingkungan.

Perencanaan Teknis (Design

Engineering), diantaranya :

- Perencanaan Sipil.

- Perencanaan Mekanikal.

- Perencanaan Elektrikal.

3. Tahap III.

Penyusunan laporan akhir

(seluruh pekerjaan sesuai ruang lingkup)


KETERANGAN

: Batas Wilayah

: Irigasi

: Jalan Aspal

: Jalan Setapak

: Sekolah Dasar (SD)

SALURAN PEMBAWA

L - 99 m

: Masjid

u

: Musholla

PETA RENCANA PLTMH

SU

NG

AI IR

EN

G - IR

EN

G

BANGUNAN PENENANG

PIPA PESAT

RUMAH

PEMBANGKIT

SALURAN PEMBUANG

: Jalur Listrik

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Data Wilayah.

Wilayah Kabupaten Lumajang

terletak pada ketinggian antara 0 – 3.676

m dari permukaan laut yang dibedakan

atas : Bagian Tengah berupa dataran

rendah sampai tinggi yang merupakan

daerah subur; Bagian Utara berupa

daerah perbukitan dan pegunungan yang

kering dan tandus; Bagian Selatan berupa

daerah rendah sampai tinggi yang kurang

subur.

Jarak lokasi rencana PLTM

dengan ibu kota Kabupaten 18 Km, jarak

dengan ibu kota kecamatan 21 Km, jarak

menuju PLTM 4 Km dengan kondisi

jalan belum beraspal. Jarak Dusun

dengan titik akhir jaringan listrik

Nasional (PLN) 4 Km. Selama ini

penduduk memperoleh aliran listrik

dengan cara Oloran (Saluran listrik

Lokal).

Berdasarkan sensus penduduk

pada akhir tahun 2007, jumlah penduduk

Kecamatan Senduro tahun 2007 sebanyak

48.561 jiwa, dimana tingkat pertumbuhan

penduduk rata-rata selama 5 (lima) tahun

terakhir adalah sebesar 2,38 %.

Sedangkan penduduk desa Burno 5078

jiwa atau 1246 KK. Penduduk Dusun

Mlambing yang rencana mendapat aliran

listrik PLTM adalah 158 Rumah, terdiri

dari :

RT.02 = 50 Rumah, RT.03 = 48 Rumah,

RT.04 = 27 Rumah, RT.05 = 33 Rumah.

Lebih jelasnya mengenai Peta Rumah

penduduk Dusun di sekitar Pembangunan

PLTM Dusun Mlambing, Kec. Senduro -

Kabupaten Lumajang dapat dilihat pada

Gambar 4.

SALURAN PEMBAWA

L - 99 m

BANGUNAN PENENANG

PIPA PESAT

RUMAH PEMBANGKIT

SALURAN PEMBUANG

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

SUNGAI IRENG - IRENG

KETERANGAN

: Batas Wilayah

: Irigasi

: Jalan Setapak

: Jalur Listrik

: Rencana Tiang Listrik


Gambar 4. Peta Rumah penduduk Dusun di sekitar Pembangunan PLTM Dusun Mlambing, Kec.

Senduro - Kabupaten Lumajang

2. Data Pengukuran.

A. Pengukuran Debit Aliran Sungai

> Penampang aliran Kali = Ireng-irang

bagian hulu

> Panjang Total Penampang = 5 m

> Law Water = Jam 12.00–13.00 (Tgl

24 Mei 2009)

Detail hasil pengukuran Debit Air aliran

Sungai ditunjukkan pada Tabel 1 dibawah

ini.

Tabel 1. Detail hasil Pengukuran Debit Air

Aliran Sungai

Sumber: Hasil Survey Tim.

Dari Tabel 1. Detail hasil Pengukuran

Debit Air aliran Sungai tersebut diatas,

maka diperoleh :

Jumlah Q 100 = 0.666 m3/dt.

Q 80 = 0.533 m3/dt.

B. Pengukuran Head.

> Panjang saluran Pembawa=99 m

> Panjang pipan tekan = 15 m

> Saluran buang = 1.5 m

> Total Head = 9.28 m

Konsep Perencanaan Teknis PLTM

Hasil pengukuran lapangan

diperoleh data sebagai berikut :

- Tinggi Terjunan (H) = 8.3 m

- Debit Pembangkitan (Q) = 0.383 m3/dt

- Panjang pipa (L) = 18 m

- Diameter Pipa (D)=18 inc ( 0.4572 m)

- Pipa (baja Cor) = 0.050 m

Sebelum suatu PLTM

dipertimbangkan untuk dibangun, sangat

KETERANGAN

: Irigasi

: Jalan Aspal

: Jalan Setapak

: Rencana Tiang Listrik

: Masjid

: Musholla

25

24

23

22

21

20

19

18

17

16

15

14

13

12

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

k.41

k.42

k.43

k.44

k.40

k.39

k.38

k.37

k.36

k.35

k.30

k.31

k.32

k.34

k.33

k.29

k.28

k.27

k.1

k.2

k.3

k.4

k.5

k.6

k.7

k.8

k.9

k.10 k.1

1

k.12

k.13

k.14

k.15

k.16

k.17

k.18

k.19

k.20

k.21

k.22

k.23

k.24k.25

k.26

: Rencana Jalur Listrik

: Sekolah Dasar (SD)

: Rumah Penduduk

: Kwh Meterk.1

CATATAN :

* Jarak antar tiang dari Tiang 1 s/d 23 adalah ± 44 meter

* Jarak antar tiang dari Tiang 24 s/d 40 adalah ± 40 meter


penting untuk memprediksi ketersediaan

tenaga dari debit sungai dan tinggi energi

yang tersedia di lokasi. Besarnya potensi

tenaga air teoritis dapat dihitung dengan

rumus :

Dengan :

= tenaga air (watt)

= massa jenis air (Kg/m3)

= Debit Air (m3 /det).

g = gravitasi bumi (9.8 m/det2).

H = Tinggi air (m).

= 1 Kg/m3x 9.8 x0.383 m3/det

= 31.153 watt

= 31.153 KW

Maka hasil perhitungan diperoleh :

= 31.153 KW

Adapun Daya Turbin dapat dihitung

dengan rumus :

= Tenaga turbin air (Hp).

= Tenaga air (watt).

= Efisiensi turbin.

= 0.9 x 31.153 KW

= 28.037 KW

Dengan nilai (Efisiensi Turbin)

diambil asumsi = 0.90, hasil perhitungan

diperoleh Daya Turbin Air :

= 28.037 KW.

Adapun Daya Genset dapat dihitung

dengan rumus :

= 0.85 x 28,037 kW

= 23,83 kW

= 28,035 kVA

Genset yang digunakan yaitu = 40 kVA.

Beban maksimum Genset bisa dihitung :

= 0.8 x 23,83 kW

= 19.064 watt

= 22,428 kVA

Bila direncanakan per rumah /KK

mendapat Suplai Daya Listrik masing-

masing sebesar 500 VA, maka jumlah

rumah (maksimum) yang mendapat Suplai

Daya Listrik dapat dihitung sebagai berikut

:

= 44,856 Rumah

= 44 Rumah

Berdasarkan klasifikasi yang dibuat oleh

Mosonyi, seperti dibawah ini :

Tinggi tekan rendah 2 – 15 m.

Tinggi tekan sedang 15 – 35 m.

Tinggi tekan tinggi > 50 m.

Maka termasuk tinggi tekan rendah (2-15

m).

Sedangkan berdasarkan KAK PLTM Desa

Burno, Kec. Senduro – Kabupaten

Lumajang diberikan hubungan Daya,

Head, Tipe Turbin pada Tabel 2.

Tabel 2. Hubungan Daya, Head, Turbin

Maka jenis turbin yang direkomendasikan

adalah jenis turbin Med Cross Flow

(Turbin Aliran Silang).

Parameter kecepatan spesifik, yaitu

kecepatan turbin dimana dapat dihasilkan 1

KW untuk setiap tinggi air jatuh H = 1 m,

kecepatan ini ( )

dinyatakan dengan rumus :


dengan :

= Kecepatan turbin pada efisiensi

maksimum (rpm).

= daya turbin ( KW)

= Tinggi air jatuh (m)

Untuk kecepatan spesifik turbin pada

efisiensi maksimum disarankan = 1200

rpm, maka kecepatan spesifiknya :

= 450.6 rpm

Maka untuk suatu kondisi air tertentu (Q

dan H) berdasarkan kecepatan spesifiknya

dapatlah dipilih/ditentukan jenis turbin

yang sebaiknya dipergunakan agar

diperoleh efisiensi maksimum.

Acuan pemilihan Jenis Turbin berdasarkan

kecepatan spesifiknya adalah pada Tabel 3.

Hubungan antara jenis Turbin, Kecepatan

Spesifik, Efisiensi dan Tinggi Air Jatuh

sebagai berikut :

Tabel 3. Hubungan antara jenis Turbin,

Kecepatan Spesifik, Efisiensi dan Tinggi

Air Jatuh. Jenis

Turbin

Kecepata

n spesifik

Efesiensi Tinggi Air

Jatuh

Implus

(Pelton)

Francis

Propeller

2 – 4

4

4 – 7 30 – 82

82 – 90

100 - 140

85-90

90

90-82 90-94

94-93

94

6000 – 2000

2000

2000-400 50

70-45

100-15

Sumber : Arismunandar (1997)

Turbin dengan yang lebih

tinggi akan lebih ekonomis, karena

yang tinggi berarti unit Turbinnya lebih

kompak. Tetapi, kecepatan roda Turbin

sangat tergantung pada konstruksi dan

kekuatan material Turbin dan Generator

atau bebanya. Oleh karena itu kecepatan

poros Turbin air biasanya berkisar antara

125 dan 750 rpm. Sedangkan kecepatan

sinkron dari Generator tergantung dari

frekuensi dan jumlah pasang kutubnya.

Kecepatan sinkron generator

dihitung dengan :

dengan :

f = frekuensi = 50 Hertz.

P = jumlah pasang kutub generator = 4

Jadi kecepatan Generator diambil sama

dengan kecepatan poros Turbin Air.

Rekomendasi Pemilihan Turbin

Tipe/macam turbin : Turbin Med Cros

Flow.

Arah aliran turbin : Aliran Silang.

Katagori : Turbin dengan tinggi tekan

10 s/d 60 m.

Kecepatan spesifik : 450.1 rpm.

Tinggi tekan (H) : 8.3 m

Debit pengambilan : 0.383 m3/dt.

Kecepatan Generator sama dengan

kecepatan poros Turbin Air.

Hasil perhitungan diatas diperoleh

data teknis untuk pembangkitan PLTM

Mlambing yaitu ditunjukkan pada Tabel 4

berikut.


Tabel 4. Data Teknis PLTM Mlambing

PENUTUP

Dari hasil Analisis perhitungan

Kapasitas Daya terpasang dalam

perencanaan pembangunan Pembangkit

Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM) di

Desa Burno, Kecamatan Senduro,

Kabupaten Lumajang dapat diambil

beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Kapasitas Daya terpasang PLTM yang

dapat dibangkitkan sebesar 19,064 kW

atau 22,428 kVA pada Debit rencana

(rata-rata) = 0,383 m/dt dan Tinggi

terjun = 8,3 m.

2. Tipe Turbin yang sesusai dengan Daya

dan Ketinggian (Head) adalah tipe Med

Cross Flow (Turbin Aliran Silang).

3. Dengan Kapasitas Daya terpasang yang

dibangkitkan sebesar 19,064 kW atau

22,428 kVA mampu mencukupi kurang

lebih 44 Rumah atau 44 KK (Kepala

Keluarga) dengan pembagian Daya

sebesar 500 VA per Rumah (KK).

Genset yang digunakan 40 kVA

4. 4.Saluran pembawa dengan tipe saluran

terbuka, Gradien 66 %, panjang 99 m.

5. 5.Pipa pesat dengan tipe permukaan,

dari bahan Baja, dengan Garis tengah

18 inchi dan panjang 18 m.

6. 6.Rumah Pembangkit dengan tipe

Standar (Pondasi beton, pasangan batu

kali).

7. 7.Jaringan Distribusi dengan tipe

Saluran Udara pada Tiang Besi dengan

tegangan 220 /380Volt dan sepanjang 2

km

DAFTAR RUJUKAN

Budiono, Chayun, 2003, Handbook dari

Tantangan dan Peluang Usaha

Pengembangan Sistem Energi

Terbarukan di Indonesia Hal 5-6.

Jakarta.

Peraturan Pemerintah No. 3, Dinas

ESDM Jatim, 2005, Bantuan PLTM

bagi penduduk Desa /Dusun

terpencil yang belum terjangkau

pelayanan listrik PLN, Jakarta.

Bapekab. Lumajang, 2009, Digitisasi

Peta Administrasi Kecamatan dan

Wilayah Laut Kabupaten

Lumajang, Lumajang.

Satriyo, Puguh Adi, 2004, Pemanfaatan

Pembangkit Tenaga Listrik

Mikrohidro untuk daerah terpencil,


Puslitbang Iptekhan Balitbang

Dephan., Jakarta.

Sutisno, Nanang, 2004, Departemen

Energi kembangkan sistem

Mikrohidro, Dept. ESDM, Jakarta.

www.lin.go.id/

Danar Donianto, 2008, Pembangkit

Listrik Tenaga Mikrohidro,

danardonianto.multiply.com/

Syahid Achmad, P.H. edy, 2013, Survey

Potensi Pembangkit Listrik Tenaga

Mikrohidro di Desa Burno,

Kecamatan Senduro, Kabupaten

Lumajang, Tahun 21, No. 1, Jurnal

Teknik Mesin UNM, Malang.

Arismunandar W., 1997, Penggerak

Mula Turbin, edisi 5, ITB,

Bandung.

http://danardonianto.multiply.com/

ANALISIS PERHITUNGAN KAPASITAS DAYA TERPASANG DALAM ...

Documents

Transcript of ANALISIS PERHITUNGAN KAPASITAS DAYA TERPASANG DALAM ...