Efisiensi Penerapan Semi Bendungan Terapung

GunaMeningkatkan Kecepatan Aliran Air Sungai sebagai

Sumber Tenaga Penggerak Kincir PLTAS Terapung

SKRIPSI

Diajukan untuk Melengkapi dan Memenuhi Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Oleh:

DARMAJI

NIM.1001130207

INSTITUT AGAMA ISLAM NEGERI PALANGKA RAYA

FAKULTAS TARBIYAH DAN ILMU KEGURUAN

JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

PRODI TADRIS FISIKA

1439 H / 2017 M

MOTTO

Dengan menyebut nama Allah yang Maha Pengasih lagi

Maha Penyayang

Sesungguhnya bersama dengan kesulitan, ada

kemudahan(6). Bersama dengan kesulitan ada

kemudahan(7). (Q.S Al-insyirah ayat 6-7)

Kita boleh meminta tapi jangan sampai meminta-minta

Kita boleh berharap, tapi jangan sampai mengharap-harap

Lembar Persembahan

Hai orang-orang yang beriman, apabila dikatakan kepadamu:

"Berlapang-lapanglah dalam majelis", maka lapangkanlah, niscaya Allah akan memberi

kelapangan untukmu. ,Dan apabila dikatakan: "Berdirilah kamu, maka berdirilah, niscaya Allah

akan meninggikan orang orang yang beriman di antaramu dan orang-orang yang diberi ilmu

pengetahuan beberapa derajat Dan Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan

( Q.S Al-Mujadallah ayat 11).

demi kebaikan dan kebahagiaan

skripsi ini ku persembahkan kepada kedua orang tua dan keluargaku di rumah.

Yang telah banyak berkorban untuk hidupku

Terimakasih kepada dosen Prodi Fisika IAIN Palangka Raya, terlebih

kepada pembimbing skripsiku, Ka. Prodi dan Kajur yang selama ini telah

memberikan motivasi dan bimbingan serta ilmu yang berharga.

Juga kepada kalian semua yang bernaung di bawah Resimen Mahasiswa, terlebih

anggota SAT-605 IAIN Palangka Raya. Ingat!! Jangan lupa bernafas.

Spesial buat Arek Tuwek dan adiknya, Arek Nakal dan Lek Karyo. selalu ingat

dimana BOR, GERINDA dan MUR-BAUT yang mewarnai kebersamaan kita di

KAFE TERAPUNG.

i

Darmaji, 2017. Efisiensi Penerapan Semi Bendungan Terapung Guna

Meningkatkan Daya Air Aliran Sungai sebagai Sumber

Tenaga Penggerak Kincir PLTAS Terapung. Skripsi, Jurusan

Pendidikan MIPA Fakultas Tarbiyah Dan Ilmu Keguruan

Institut Agama Islam Negeri Palangka Raya. Pembimbing : (I)

Suhartono, M.Pd.,Si., (II) Hadma Yuliani, M.Pd,M.Si.

ABSTRAK

Penelitian ini berawal dari kebutuhan energi listrik masyarakat pelosok

yang belum terjangkau oleh jaringan listrik negara. Kalimantan Tengah

merupakan Salah satu propinsi yang daerah pelosoknya banyak belum dijangkau

jaringan listrik negara, karena sulit berat medan yang harus dilalui. Padahal daerah

tersebut memiliki sungai-sungai yang berpotensi sebagai sumber energi.

Penelitian ini bertujuan (1) mengetahui besar kenaikan kecepatan air yang

dihasilkan oleh semi bendungan terapung pada tiap variasi kedalaman. (2)

mengetahui berapa efisiensi daya kinetik air yang dihasilkan oleh semi bendungan

terapung pada tiap variasi kedalaman.(3) mengetahui pengaruh variasi kedalaman

terhadap besar kenaikan kecepatn arus air dan efisiensi semi bendungan terapung.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimental , yaitu melakukan

pengukuran secara langsung dilapangan. Variasi yang digunakan dalam penelitian

ini adalah dengan memvariasikan kedalam bilah pengendap dalam 3 variasi

kedalaman.

Hasil penelitian menunjukan bahwa (1) peningkatan kecepatan arus air

terbesar terjadi pada kedalaman ke 3 yaitu sebesar 0,302 m/s. (2) efisiensi terbesar

yang dihasikan terjadi pada kedalaman ke 3 yaitu sebesar 29,38%. (3) kedalaman

berpengaruh ppada pbesar peningkatan kecepatan arus air dan besar efisiensi yang

dihasikan.

Kata kunci: semi bendungan terapung, PLTAS

ii

Darmaji, 2017. Efficiency Application of Semi Floating Dams To Increase River

kinetic power of water as a Power Source for Floating PLTAS.

Thesis, Department of Mathematics Education, Faculty of

Mathematics and Science Teacher Training, Institute Islamic

Institute State of Palangka Raya

ABSTRACT

This research originated from the electrical energy needs of remote

communities not reached by the state electricity grid. Central Kalimantan is one of

the provinces where most of the country has not reached the country's electricity

grid, because of the difficult terrain that must be passed. Though the area has

rivers that have the potential as a source of energy.

This study aims to (1) find out the magnitude of the increase in water

velocity generated by semi floating dams at each depth variation. (2) to know how

much water kinetic efficiency produced by semi floating dam at each depth

variation (3) to know the effect of depth variation on the increase of water flow

velocity and efficiency of floating dams.

This research uses experimental method, which is doing the measurement

directly in the field. The variation used in this research is by varying into the

settling bar in 3 depth variations.

The results showed that (1) the increase in the velocity of the largest water

flow occurred at the 3rd depth of 0.302 m / s. (2) the greatest efficiency that

occurred occurred in the 3rd depth that is equal to 29,38%. (3) the depth has an

effect on increasing the velocity of the water current and the great efficiency that

it produces.

Keyword: semi floating dams

iii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena rahmat, taufik

dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyeselesaikan skripsi yang berjudul

Efisiensi Penerapan Semi Bendungan Terapung Guna Meningkatkan Daya

Air Aliran Sungai sebagai Sumber Tenaga Penggerak Kincir PLTAS

Terapung sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana pendidikan

(S.Pd). Sholawat serta salam semoga tetap dilimpahkan oleh Allah ‘Azza wa Jalla

kepada junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabat-

sahabat beliau yang telah memberikan jalan bagi seluruh alam.

Penulis menyadari bahwa keberhasilan penyusunan skripsi ini tidak lepas

dari bimbingan, motivasi serta bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu

dengan segala kerendahan hati mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang

setinggi-tingginya kepada:

1. Bapak Dr. Ibnu Elmi A.S Pelu, SH, MH Rektor Institut Agama Islam Negeri

(IAIN) Palangka Raya.

2. Bapak Drs. Fahmi, M.Pd Dekan Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan

Institut Agama Islam Negeri Palangka Raya yang telah memberikan izin

untuk melaksanakan penelitian.

3. Ibu Dra. Hj. Rodhatul Jennah, M.Pd Wakil Dekan Bidang Akademik

Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan IAIN Palangka Raya yang telah

membantu dalam proses persetujuan dan munaqasyah skripsi.

iv

4. Ibu Sri Fatmawati, M.Pd Ketua Jurusan Pendidikan MIPA Fakultas

Tarbiyah dan Ilmu Keguruan IAIN Palangka Raya yang telah membantu

proses persetujuan dan munaqasyah skripsi serta memberi motivasi sehingga

dapat menyelesaikan skripsi ini.

5. Suhartono, M.Pd., Si. Ketua Program Studi Tadris Fisika dan juga selaku

Pembimbing I yang selama masa perkuliahan saya bersedia meluangkan

waktunya untuk memberikan bimbingan, pengarahan, nasehat-nasehat serta

motivasi sehingga skripsi ini dapat diselesaikan sesuai yang diharapkan.

6. Hadma Yuliani, M.Pd,M.Si selaku pembimbing II yang telah membantu dan

juga bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan,

sehingga skripsi ini terselesaikan dengan baik.

7. Bapak Arif Romadhoni, S.Si pengelola Laboratorium Fisika Fakultas

Tarbiyah dan Ilmu Keguruan IAIN Palangka Raya yang telah berkenan

memberikan izin peminjaman alat laboratorium untuk melaksanakan

penelitian.

8. Teman-teman dan sahabatku seperjuangan Program Studi Pendidikan Fisika

angkatan 2010, serta kakak tingkat angkatan 2008 terimakasih atas

kebersamaan yang telah terjalin selama ini, terimakasih pula atas dukungan

dan bantuannya, kalian adalah orang-orang luar biasa yang telah mewarnai

dan mengisi bagian perjalanan hidupku.

9. Semua pihak yang berkaitan yang tidak dapat disebutkan satu persatu,

semoga amal baik yang bapak, ibu, dan rekan-rekan berikan kepada penulis

mendapatkan balasan yang setimpal dari Allah SWT.

v

Penulis menyadari masih banyak keterbatasan dan kekurangan dalam

penulisan skripsi ini, oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya

membangun sangat diharapkan. Semoga hasil penelitian ini dapat

memberikan manfaat dan kontribusi bagi pengembangan ilmu pengetahuan

di masa depan. Amin Yaa Rabbal‘alamin.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Palangka Raya,1 Nopember 2017

Penulis,

DARMAJI

NIM. 100 113 0207

vi

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ..................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ................................................................................... iii

DAFTAR ISI .................................................................................................. vi

DAFTAR TABEL .......................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... ix

DAFTAR GRAFIK ....................................................................................... x

DAFTAR BAGAN ......................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. ... xii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1

A. Latar Belakang .................................................................................... 1

B. RumusanMasalah ................................................................................. 5

C. Batasan Masalah................................................................................... 5

D. Tujuan Penelitian ................................................................................. 6

E. Manfaat Penelitian .............................................................................. 7

F. Definisi Operasional ............................................................................ 8

G. Sistematika Penulisan........................................................................... 9

BAB II KAJIAN PUSTAKA ......................................................................... 11

A. Kajian Teoritik ..................................................................................... 11

1. Penelitian Terdahulu ..................................................................... 11

2. Tafsir Ayat Al-Qur’an Mengenai Air............................................ 14

3. Fluida ............................................................................................. 15

4. Berat Semu dalam Fluida .............................................................. 16

5. Pengapungan dan Prinsip Archimedes .......................................... 17

6. Dinamika Fluida ............................................................................ 19

7. Kerangka berpikir................................................................................. 25

BAB III METODE PENELITIAN ................................................................ 28

A. Rencana Pelaksanaan penelitian .......................................................... 28

B. Variabel penelitian ............................................................................... 28

vii

C. Tempat dan waktu penelitian ............................................................... 30

D. Perencanaan pembuatan prototipe........................................................ 30

E. Teknik pengumpulan data .................................................................... 38

F. Teknik analisis data .............................................................................. 41

G. kesimpulan ........................................................................................... 41

BAB IV HASIL PENELITIAN ..................................................................... 42

A. proses pengambilan data ...................................................................... 42

B. data hasil pengukuran di lapangan ....................................................... 46

C. Analisis data lapangan.......................................................................... 48

D. pembahasan .......................................................................................... 54

E. Kendala Penelitian ............................................................................... 59

BAB IV HASIL PENELITIAN ..................................................................... 60

A. Kesimpulan .......................................................................................... 60

B. Saran .................................................................................................... 61

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 62

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Perencanaan Penelitian ........................................................ 27

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Kecepatan Arus Sungai .......................... 50

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Kecepatan Arus Air Di Pintu Pesat

Semi Bendangan Terapung Pada Kedalaman Ke 1 .............................. 50

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Kecepatan Arus Air Di Pintu Pesat

Semi Bendangan Terapung Pada Kedalaman Ke 1.............................. 51

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Kecepatan Arus Air Di Pintu Pesat

Semi Bendangan Terapung Pada Kedalaman Ke 1.............................. 51

Tabel 4.5 Rata-Rata Kecepatan Arus Air Di Pintu Pesat Semi

Bendungan Terapung ........................................................................... 51

Tabel 4.6 Hasil Analisis Perubahan Kecepatan Air yang

Dihasilkan Pintu Masuk Semi Bendungan Terapung .......................... 68

Tabel 4.7 Hasil Analisis Perubahan Kecepatan Air Berdasarkan

Prinsip Kontinuitas ............................................................................... 68

Tabel 4.8 efisiensi semi bendungan terapung ..................................... 68

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 kondisi sungai kahayan .................................................... .4

Gambar 1.2 kondisi sungai besar di kalimantan tengah ....................... .4

Gambar 2.1 berat nyata dan semu ........................................................ 16

Gambar 2.2 gaya apung........................................................................ 15

Gambar 2.3 bentuk aliran air ................................................................ 18

Gambar 2.5 bentuk aliran asapp rokok ................................................ 20

Gambar 2.6 Fluida inkompresibel yang mengalir dalam pipa dengan

luas penampang yang berubah-ubah .................................................... 20

Gambar 3.1 rancangan prototipe semi bendungan terapung Tampak

Atas ....................................................................................................... 33

Gambar 3.2 rancangan prototipe semi bendungan terapung tampak

samping ................................................................................................ 34

Gambar 3.3 miniatur prototipe Semi Bendungan Terapung .............. 35

Gambar 3.4 rancangan semi bendungan terapung tampak depan ........ 35

Gambar 3.5 rancangan semi bendungan terapung tampak samping .... 36

Gambar 3.6 prototipe semi bendungan terapung ................................. 39

Gambar 3.7 tali tambang ...................................................................... 39

Gambar 3.8 kayu bulat ......................................................................... 39

Gambar 3.9 meteran ............................................................................. 39

Gambar 3.10 anemometer. ................................................................... 40

Gambar 4.1 sterilisasi daerah pemasangan .......................................... 42

Gambar 4.2 pembuatan pijakan............................................................ 43

Gambar 4.3 pengukuran kecepatan arus sungai ................................... 44

Gambar 4.4 pemasangan semi bendungan terapung ............................ 44

Gambar 4.5 pengukuran kedalaman pintu masuk semi bendungan

terapung ................................................................................................ 45

Gambar 4.6 pengukuran kedalaman pintu masuk semi bendungan

terapung ................................................................................................ 45

Gambar 4.7 pengukuran kecepatan arus air pintu pesat semi

bendungan terapung ............................................................................. 46

Gambar 4.8 garis alir ............................................................................ 56

x

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Perubahan Kecepatan Aliran Air ....................................... 65

Grafik 4.4 efisiensi semi bendungan terapung ..................................... 58

xi

DAFTAR BAGAN

Bagan 2.1 kerangka berpikir ...............................................................26

Bagan 3.1 langkah perencanaan pembuatan prototipe semi

benduingan terapung ............................................................................ 30

xii

DAFTAR LAMPIRAN

A. Lampiran 1 data hasil pengukuran di lapangan.................................... 64

B. Lampiran 2 Konversi Satuan ................................................................ 65

C. Lampiran 3 dokumentasi penelitian ..................................................... 68

D. Lampiran 4 administrasi ....................................................................... 69

E. Lampiran 5 daftar riwayat hidup .......................................................... 70