INSTITUT TEKNOLOGI – PLN

SKRIPSI

PENGARUH VARIASI MUSIM TERHADAP PRODUKSI ENERGI

TENAGA LISTRIK PLTA WLINGI 2x27 MW

DI SUSUN OLEH:

MARGONO

201611236

PROGRAM STUDI STRATA SATU TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN

INSTITUT TEKNOLOGI – PLN

JAKARTA, 2020

i

LEMBAR PENGESAHAN

Skripsi dengan Judul

PENGARUH VARIASI MUSIM TERHADAP PRODUKSI ENERGI

TENAGA LISTRIK PLTA WLINGI 2x27 MW

Disusun oleh :

MARGONO

NIM : 2016-11-236

Diajukan untuk memenuhi

Persyaratan

PROGAM STUDI SARJANA TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN

INSTITUT TEKNOLOGI – PLN

Jakarta, 26 Juli 2020

Mengetahui, Disetujui,

Kepala Program Studi Dosen Pembimbing Utama

Teknik Elektro

(Tony Koerniawan, ST., M.T.)

(Agung Hariyanto, Ir., M.T.)

Pembimbing Pembimbing Kedua

(Rizki Pratama Putera, S.T., M.T.)

ii

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI

Nama : Margono

Nim : 2016 – 11 – 236

Program Studi : S-1 Teknik Elektro

Judul : Pengaruh Variasi Musim Terhadap Produksi Energi

Tenaga Listrik PLTA Wlingi 2x27 MW

Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus sidang Skripsi pada Program Sarjana

Strata 1, Program Studi Teknik Elektro Institut Teknologi – PLN pada tanggal

(tgl-bulan-tahun).

Nama Penguji Jabatan Tanda Tangan

1. Isworo Pujotomo, Ir., M.T.

Ketua Penguji

2. Ginas Alvianingsih, S.T., M.T

Sekretaris Penguji

3. Adri Senen, S.T., M.T. Anggota Penguji

Mengetahui,

Kepala Program Studi

S1 Teknik Elektro

(Tony Koerniawan, S.T., M.T.)

iii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan ini saya menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih yang

sebesar – besarnya kepada yang terhormat:

Agung Hariyanto, Ir., M.T. Selaku Pembimbing I

Rizki Pratama Putera, S.T., M.T. Selaku Pembimbing II

Yang telah memberikan petunjuk, saran-saran serta bimbingannya sehingga

Skripsi ini dapat diselesaikan.

Terima kasih yang sama, saya sampaikan kepada :

1. Ibu Erlina S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi

Terbarukan Institut Teknologi – PLN Jakarta

2. Bapak Tony Koerniawan, S.T., M.T. selaku Kepala Program Studi S1

Teknik Elektro Institut Teknologi – PLN Jakarta

3. Bapak Wasito selaku General Manager PT. PJB UP Brantas

4. Ibu Adelia selaku selaku bagian SDM PT. PJB UP Brantas

5. Bapak Pitanggono Murti selaku Kepala PLTA Wlingi

6. Bapak Febrian Widiastama selaku Pembimbing Penelitian Lapangan

7. Seluruh karyawan Operasi dan Pemeliharaan PT PJB UP Brantas PLTA

Wlingi

Yang telah mengijinkan melakukan percobaan

v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Institut Teknologi - PLN, saya yang bertanda tangan

di bawah ini:

Nama : Margono

NIM : 2016-11-236

Program Studi : S1 – Teknik Elektro

Fakultas : Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Jenis karya : Skripsi

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Institut Teknologi - PLN Hak Bebas Royalti Non eksklusif (Non- exclusive

Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :

PENGARUH VARIASI MUSIM TERHADAP PRODUKSI ENERGI TENAGA

LISTRIK PLTA WLINGI 2x27 MW

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non

eksklusif ini Institut Teknologi - PLN berhak menyimpan, mengalih

media/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database),

merawat, dan mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap mencantumkan

nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian

pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Jakarta

Pada tanggal : 26 Juli 2020

Yang menyatakan

( Margono )

vi

Pengaruh Variasi Musim Terhadap Produksi Energi Tenaga

Listrik PLTA Wlingi 2x27 MW

Margono, 201611236,

Dibawah bimbingan Agung Hariyanto, Ir., M.T.

dan

Rizki Pratama Putera, S.T., M.T.

ABSTRAK

PLTA Wlingi merupakan PLTA jenis waduk. Suatu Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) faktanya cenderung mengalami ketidakmaksimalan dalam memproduksi energi tenaga listrik. Salah satu hal yang menjadi penyebabnya adalah kondisi musim pada daerah disekitar pembangkit selalu mengalami perubahan. Hal ini berimbas pada kondisi air yang ditampung waduk untuk proses pembangkitan mengalami ketidakstabilan. Terlebih lagi waduk Wlingi merupakan waduk serba guna, dimana pengelolaan air untuk produksi listrik bukanlah menjadi kebutuhan utama. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi musim dan debit air yang digunakan untuk produksi energi listrik yang dihasilkan PLTA Wlingi. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode kuantitatif dimana data yang disajikan berupa angka dan pengolahannya berupa perhitungan yang hasilnya dapat disajikan dalam bentuk tabel dan grafik. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa debit air berpengaruh secara langsung terhadap produksi energi listrik PLTA Wlingi sedangkan variasi musim tidak berpengaruh secara langsung terhadap produksi energi listrik PLTA Wlingi. Pada tahun 2019, debit inflow yang mengalir rata-rata sebesar 88,43 m3/s sedangkan untuk debit outflow rata-rata sebesar 74,80 m3/s. Produksi energi listrik PLTA Wlingi dengan mempertimbangkan debit inflow pada tahun 2019 adalah sebesar 153,17 GWh, sedangkan dengan mempertimbangkan debit outflow PLTA Wlingi menghasilkan energi sebesar 129,56 GWh. Untuk memprediksi tahun 2020 dapat dilakukan dengan mengacu pada debit outflow dan elevasi pada tahun 2019. Dengan hasil prediksi produksi energi listrik PLTA Wlingi sebesar 146,03 GWh. Kata Kunci : Debit Air, Energi, PLTA, Produksi, Variasi Musim

vii

The Effect of Seasonal Variations on Wlingi 2x27 MW

Hydropower Electric Energy Production

Margono, 201611236,

Under the guidence Agung Hariyanto, Ir., M.T.

dan

Rizki Pratama Putera, S.T., M.T.

.

ABSTRACT

Wlingi Hydroelectric Power Plant (PLTA) is a type of reservoir. A Hydroelectric Power Plant (PLTA) in fact, tends to experience inaccuracies in producing electricity. One of the causes is the condition of the seasons in the area around the plant is always changing. This has an impact on the condition of the water collected by the reservoir for the generation process to experience instability. Moreover, the Wlingi reservoir is a multipurpose reservoir, where water management for electricity production is not a primary requirement. The purpose of this study was to determine the effect of seasonal variations and water discharge used for the production of electrical energy produced by the Wlingi hydroelectric power plant (PLTA). The method used in this study is a quantitative method where the data presented in the form of numbers and processing in the form of calculations the results can be presented in tables and graphs. The results of the study show that water discharge directly affects the Wlingi hydroelectric power plant (PLTA) production while the seasonal variations do not directly affect the Wlingi hydroelectric power plant (PLTA) production. In 2019, the flow of inflow that flowed on average was 88.43 m3/s while for the average outflow debit was 74.80 m3/s. Wlingi hydroelectric power plant (PLTA) production by considering the inflow discharge in 2019 is 153.17 GWh, while considering the Wlingi hydroelectric power plant (PLTA) outflow discharge generates 129.56 GWh of energy. To predict 2020 can be done by referring to the outflow and elevation discharge in 2019. With the predicted results of Wlingi hydroelectric power plant (PLTA) production of 146,03 GWh.

Key Words: Water Discharge, Energy, Hydroelectric Power Plant (PLTA), Production, Season Variations.

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI ............................................................ ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ................................................................. iii

UCAPAN TERIMA KASIH .................................................................................. iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ................................................................. v

ABSTRAK .......................................................................................................... vi

ABSTRACT ....................................................................................................... vii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................. x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi

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

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

1.1 Latar Belakang....................................................................................... 1

1.2 Permasalahan Penelitian ...................................................................... 2

1.2.1 Identifikasi Masalah ........................................................................... 2

1.2.2 Ruang Lingkup Masalah ..................................................................... 3

1.2.3 Rumusan Masalah ............................................................................. 3

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian .............................................................. 3

1.3.1 Tujuan Penelitian ................................................................................ 3

1.3.2 Manfaat Penelitian ............................................................................. 4

1.4 Sistematika Penulisan ...................................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 5

2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................................. 5

2.2 Landasan Teori ................................................................................ 6

2.2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) ............................................. 6

2.2.2 Jenis-Jenis PLTA ............................................................................. 7

2.2.3 Komponen PLTA ............................................................................ 11

2.2.4 Bangunan Sentral (Power House) ................................................. 21

2.2.5 Aliran Sungai/Debit Air ................................................................... 21

2.2.6 Tinggi Jatuh Efektif ........................................................................ 22

ix

2.2.7 Energi ............................................................................................ 22

BAB III METODE PENELITIAN ......................................................................... 24

3.1 Perancangan Penelitian ................................................................. 24

3.2 Teknik Analisis ............................................................................... 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 29

4.1 Gambaran Umum Sistem Pembangkitan PLTA Wlingi .................. 29

4.1.1 Proses Pembangkitan Listrik Tenaga Air ....................................... 29

4.1.2 Sistem Distribusi PLTA Wlingi........................................................ 30

4.2 Hasil dan Pembahasan ............................................................................ 31

4.2.1 Produksi Energi Berdasarkan Debit Inflow ..................................... 32

4.2.2 Produksi Energi Berdasarkan Debit Outflow .................................. 39

4.2.3 Energi Listrik Yang Tersimpan ....................................................... 46

4.2.4 Pengaruh Nilai Debit Air Terhadap Energi Yang Dihasilkan .......... 48

4.2.5 Pengaruh Debit Inflow dan Debit Outflow Terhadap Duga Muka

Air................................................................................................... 54

4.2.6 Produksi Energi Listrik PLTA Wlingi Tahun Sebelumnya (2011-

2019) .............................................................................................. 56

4.2.7 Prediksi Elevasi Waduk dan Debit Air Outflow Pada Tahun 2020 . 58

4.2.8. Prediksi Produksi Energi Listrik PLTA Wlingi Tahun 2020 ............. 60

BAB V PENUTUP ............................................................................................. 64

5.1 Kesimpulan .................................................................................... 64

5.2 Saran ............................................................................................. 64

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 66

DAFTAR RIWAYAT HIDUP .............................................................................. 68

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Klasifikasi Jenis Turbin ..................................................................... 19

Tabel 3. 1 Massa Jenis Zat Cair........................................................................28

Tabel 4. 1 Realisasi Energi Listrik PLTA Wlingi Berdasarkan Inflow Tahun

2019..................................................................................................34

Tabel 4. 2 Energi Yang Direalisasikan Berdasarkan Inflow .............................. 37

Tabel 4. 3 Realisasi Energi Listrik PLTA Wlingi Berdasarkan Outflow Tahun

2019 ................................................................................................ .41

Tabel 4. 4 Energi Yang Direalisasikan Berdasarkan Outflow ............................ 44

Tabel 4. 5 Energi Yang Tersimpan ................................................................... 46

Tabel 4. 6 Pengaruh Debit Air Outflow Terhadap Energi .................................. 48

Tabel 4. 7 Rekap Data Tahun 2019 .................................................................. 49

Tabel 4. 8 Interpretasi Koefisien Korelasi Nilai R .............................................. 53

Tabel 4. 9 Hasil Uji Korelasi Debit Outflow Terhadap Energi Listrik.................. 53

Tabel 4. 10 Data Debit Inflow, Debit Outflow, dan Elevasi Waduk Tahun

2019..................................................................................................55

Tabel 4. 11 Produksi Listrik PLTA Wlingi Periode 2011-2019...........................57

Tabel 4. 12 Prediksi Rata-rata Nilai Elevasi Waduk dan Debit Air Outflow Pada

Tahun 2020.......................................................................................59

Tabel 4. 13 Prediksi Produksi Energi Listrik PLTA WlingiTahun 2020..............61

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 PLTA jenis aliran sungai langsung ................................................. 8

Gambar 2. 2 PLTA dengan kolam pengatur ....................................................... 9

Gambar 2. 3 PLTA jenis waduk ........................................................................ 10

Gambar 2. 4 PLTA jenis pompa ........................................................................ 10

Gambar 2. 5 Waduk Wlingi ............................................................................... 11

Gambar 2. 6 Intake Gate .................................................................................. 14

Gambar 2. 7 Tail Race PLTA Wlingi ................................................................. 15

Gambar 2. 8 Turbin Pelton ................................................................................ 16

Gambar 2. 9 Turbin Crossflow .......................................................................... 17

Gambar 2. 10 Turbin Kaplan ............................................................................. 18

Gambar 2. 11 Turbin Francis ............................................................................ 18

Gambar 2. 12 Dua Unit Generator PLTA Wlingi ............................................... 20

Gambar 2. 13 Saluran Transmisi 154 kV Karangkates ..................................... 20

Gambar 3. 1 Diagram Alur Penelitian ............................................................... 25

Gambar 4. 1 Proses Pembangkitan PLTA Secara Umum.................................29

Gambar 4. 2 Single Line Diagram PLTA Wlingi.................................................30

Gambar 4. 3 Grafik Realisasi Energi PLTA Wlingi Berdasarkan Debit

Inflow............................................................................................38

Gambar 4. 4 Grafik Realisasi Energi PLTA Wlingi Berdasarkan Debit

Outflow..........................................................................................45

Gambar 4.5 Grafik Energi Yang Tersimpan.......................................................47

Gambar 4.6 Pengaruh Debit Air Outflow Terhadap Energi................................54

Gambar 4.7 Elevasi Mengacu Pada Debit Inflow dan Outflow..........................56

Gambar 4.8 Produksi Listrik PLTA Wlingi Periode 2011-2019..........................58

Gambar 4.9 Prediksi Debit Outflow PLTA Wlingi Tahun 2020.............................60

Gambar 4.10 Trend Produksi Energi Tenaga Listrik PLTA Wlingi......................62

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Data Teknik PLTA Wlingi................................................................69

Lampiran B Data Debit Inflow PLTA Wlingi Tahun 2019...................................74

Lampiran C Data Debit Outflow PLTA Wlingi Tahun 2019................................76

Lampiran D Data Elevasi Waduk Wlingi Tahun 2019…....................................78

Lampiran E Titik Persentase Distribusi F Untuk Probabilita = 0,05...................80

Lampiran F Prakiraan Musim Kemarau 2020 Di Jawa BMKG..........................82

Lampiran G Lembar Bimbingan Skripsi.............................................................84

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di Indonesia, khususnya pulau Jawa mempunyai potensi sumber daya air

yang cukup melimpah, baik dari sungai maupun hujan. Sumber daya air

merupakan sumber daya berupa air yang memiliki banyak manfaat bagi makhluk

hidup. Selain untuk kebutuhan air minum, sumber daya air dapat dimanfaatkan

dalam berbagai bidang diantaranya pertanian, industri, rumah tangga, rekreasi,

dan aktivitas lainnya. Pembangunan pembangkit listrik tenaga air (PLTA)

merupakan salah satu pemanfaatan sumber daya air yang cukup baik. Cara

pemanfaatannya yaitu dengan menggerakkan turbin pembangkit dengan

menggunakan media berupa debit air dari sumber (sungai atau waduk). Turbin

akan dikopel dengan generator, sehingga ketika turbin berputar maka generator

akan ikut berputar dan akan mengkonversi energi mekanis pada turbin menjadi

energi listrik oleh generator. Keuntungan menggunakan PLTA diantaranya

adalah membutuhkan waktu start yang singkat, beban mudah diubah-ubah untuk

memenuhi beban puncak, angka gangguannya rendah, dan biaya operasi yang

murah. Potensi tenaga air untuk digunakan sebagai pembangkit energi listrik di

Indonesia kurang lebih sebesar 75.000 MW, namun patut disayangkan

penggunaannya kurang dari 7%. Sedangkan, semakin meningkatnya

perekonomian nasional menyebabkan kebutuhan listrik di Indonesia ikut

mengalmai peningkatan.

Di pulau Jawa, khususnya provinsi Jawa Timur mempunyai beberapa

jenis PLTA, diantaranya PLTA Senggaruh unit 1 dan 2 (2 x 14,5 MW), PLTA

Sutami (3 x 35 MW), PLTA Wlingi (2 x 27 MW), PLTA Lodoyo (1 x 4,5 MW), PLTA

Tulungagung (2 x 18 MW), PLTA Selorejo (1 x 4,48 MW), PLTA Mendalan unit 1

(1 x 5,6 MW), PLTA Mendalan unit 2,3 (2 x 5,8 MW) dan unit 4 (1 x 6,8 MW),

PLTA Siman unit 1,2, dan 3 (3 x 3,6 MW), PLTA Giringan unit 1 dan 2 (2 x 0,9

MW), PLTA Giringan unit 3 (1 x 1,4 MW), PLTA Golang unit 1, 2, dan 3 (3 x 0,9

MW), PLTA Ngebel (1 x 2,2 MW), PLTA Wonorejo (1 x 6,2 MW), dan PLTA

Ampelgading (2 x 5,3 MW). Kumpulan PLTA tersebut masuk ke dalam Unit

2

Pembangkitan (UP) Brantas yang dikelola di bawah PT. Pembangkitan Jawa

Bali.

PLTA Wlingi salah satu pembangkit yang menggunakan waduk, di mana

waduk Wlingi termasuk jenis waduk multi purpose sebagai wadah untuk

menampung air yang mempunyai banyak fungsi diantaranya untuk irigasi, tempat

rekreasi, pengatur debit (afterbay) PLTA Sutami, dan pembangkitan listrik.

Sumber air yang masuk ke waduk merupakan aliran sungai dari DAS Brantas

dan aliran sungai kecil disekitar Wlingi.

Salah satu faktor yang mempengaruhi produksi energi listrik pada PLTA

Wlingi adalah ketersediaan air di waduk. Waduk Wlingi termasuk kedalam waduk

multi purpose dengan keperluan air digunakan untuk irigasi, wisata dan

pembangkitan. Terlebih lagi kondisi iklim di Indonesia memiliki kecenderungan

berubah-ubah setiap tahunnya, sehingga mengakibatkan aliran air sungai

Brantas yang ditampung di waduk Wlingi jumlahnya tidak menentu. Hal ini

berdampak pada debit air yang digunakan untuk pembangkitan energi listrik

menjadi tidak stabil. Sehingga PLTA Wlingi tidak bisa menghasilkan energi listrik

yang sebagaimana mestinya karena mengalami kenaikan maupun mengalami

penurunan.

Maka dari itu, penulis tertarik untuk melakukan sebuah penelitian dengan

judul “PENGARUH VARIASI MUSIM TERHADAP PRODUKSI ENERGI

TENAGA LISTRIK PLTA WLINGI 2x27 MW”.

1.2 Permasalahan Penelitian

1.2.1 Identifikasi Masalah

Iklim di Indonesia cenderung mengalami perubahan. Hal ini tentunya

menjadi patut untuk diperhatikan, khususnya untuk daerah disekitar pembangkit

listrik tenaga air. Hal ini dikarenakan dapat memberikan imbas kepada debit air

yang nantinya akan digunakan untuk pembangkitan energi listrik. Permasalahan

yang sering terjadi pada energi listrik yang dihasilkan adalah ketidaksesuaian

dengan target yang sudah disusun mengakibatkan energi keluaran (output)

mengalami perubahan sehingga berimbas kepada terpenuhi atau tidaknya

kebutuhan yang sudah direncanakan.

3

1.2.2 Ruang Lingkup Masalah

1. Penelitian yang dilakukan penulis bertempat di PLTA Wlingi, Blitar, Jawa

Timur.

2. Membahas tentang pengaruh debit air yang berubah-ubah karena

pengaruh perubahan musim terhadap produksi energi listrik PLTA Wlingi.

3. Membahas tentang pengaruh dari perubahan musim terhadap jumlah air

yang ada di waduk Wlingi.

4. Membahas tentang prediksi produksi energi tenaga listrik pada PLTA

Wlingi pada tahun 2020.

1.2.3 Rumusan Masalah

Mengacu pada latar belakang masalah yang telah dijelaskan di atas maka

dapat ditarik rumusan masalah dalam penelitian kali ini terdiri dari:

1. Mengapa produksi energi listrik yang dihasilkan oleh PLTA Wlingi per satu

bulan pada tahun 2019 mengalami kenaikan dan penurunan?

2. Mengapa kondisi musim (kering, normal, dan basah) berpengaruh

terhadap produksi energi listrik pada PLTA Wlingi tahun 2019?

3. Mengapa realisasi energi listrik yang dihasilkan oleh PLTA Wlingi dalam

kurun waktu 9 (2011-2019) tahun kebelakang mengalami kenaikan dan

penurunan?

4. Bagaimana prakiraan produksi energi listrik PLTA Wlingi tahun 2020?

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian

1.3.1 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui pengaruh debit air terhadap produksi energi listrik yang

dihasilkan oleh PLTA Wlingi.

2. Mengetahui pengaruh kondisi musim (kering, normal, dan basah)

terhadap produksi energi listrik yang dihasilkan PLTA Wlingi pada tahun 2019

3. Mengetahui besar perbandingan energi listrik yang diproduksi oleh PLTA

Wlingi dalam kurun waktu 9 (2011-2019) tahun kebelakang.

4. Memprakirakan energi listrik yang diproduksi oleh PLTA Wlingi pada tahun

2020.

4

1.3.2 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai

berikut:

1. Dapat memahami proses produksi energi listrik yang dibangkitkan oleh

PLTA Wlingi.

2. Memahami pengaruh kondisi musim terhadap debit air yang digunakan

untuk produksi energi listrik PLTA Wlingi dan elevasi waduk. Sehingga dapat

dilakukan prediksi untuk kondisi air di waduk Wlingi untuk tahun 2020 nanti.

3. Memahami besar perbandingan energi listrik yang diproduksi oleh PLTA

Wlingi dalam kurun waktu 9 (2011-2019) tahun kebelakang.

4. Hasil prakiraan produksi energi listrik PLTA Wlingi tahun 2020 dapat

dijadikan acuan yang bersifat sementara.

1.4 Sistematika Penulisan

Dalam penulisan skripsi ini penulis mengelompokkan susunannya dalam

lima bab yang saling berhubungan satu sama lain. Berikut merupakan

sistematika penyusunan skripsi BAB I tentang PENDAHULUAN, bab ini

membahas tentang latar belakang penulisan, identifikasi masalah, rumusan

masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian serta sistematika

penulisan. BAB II tentang LANDASAN TEORI, pada bab ini dipaparkan

mengenai tinjauan pustaka yang memiliki keterkaitan dengan penelitian serta

landasan teori yang menunjang penelitian. BAB III tentang METODE

PENELITIAN, bab ini berisikan tentang penjelasan metode penelitian, yang

terdiri dari perancangan penelitian dan juga teknik analisis yang digunakan dalam

penyusunan skripsi. BAB IV tentang HASIL DAN PEMBAHASAN, pada bab ini

akan dipaparkan mengenai pembahasan dan hasil dari penelitian dengan

menggunakan sistem perhitungan serta analisis. BAB V tentang PENUTUP, di

bab ini dipaparkan kesimpulan dari bahasan pada skripsi ini serta saran yang

ditujukan kepada para peneliti selanjutnya yang ingin mengangkat topik bahasan

yang serupa.

5

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Pada (Soetopo, 2010) Pada dasarnya operasi waduk (reservoir operation)

digunakan untuk berbagai tujuan dengan proses yaitu pembendungan air dari

aliran air sungai ke dalam bentuk waduk (reservoir) dan selanjutnya akan

dilakukan pelepasan air dari waduk untuk mencapai tujuan tersebut.

Pada penelitian yang dilakukan oleh (Marlina, 2017) bahwa salah satu

faktor yang menentukan volume air yang masuk ke waduk adalah curah hujan.

Semakin tinggi curah hujan maka nilai aliran masuk atau inflow akan semakin

tinggi. Begitupula sebaliknya, curah hujan yang rendah akan diikuti oleh inflow

yang rendah. Nilai outflow adalah aliran keluar waduk yang diatur oleh pengelola

waduk. Nilai keduanya bervariasi berdasarkan curah hujan dan kondisi volume

waduk. Saat musim hujan, waduk akan menyimpan kelebihan air sebagai

antisipasi agar saat musim kemarau tidak kekurangan air. Produksi listrik yang

dihasilkan tergantung pada inflow dan outflow waduk itu sendiri.

Pada penelitian dampak perubahan iklim terhadap PLTA juga dilakukan

oleh (Hamududu & Killingtveit, 2012) menunjukkan bahwa perubahan iklim

berdampak pada peningkatan produksi listrik di Asia Tenggara sebesar 1.08%.

Di sisi lain perubahan iklim dapat mempengaruhi curah hujan yang berdampak

pada debit limpasan dan aliran bawah tanah yang secara tidak langsung juga

mempengaruhi ketersediaan air.

Penelitian yang dilakukan oleh (Winasis, Prasetijo, & Setia, 2013)

menyebutkan bahwa ketersediaan air pada waduk menjadi satu dari sekian

faktor utama yang dapat mempengaruhi produksi energi listrik dari suatu PLTA.

Ketersediaan air ini dipengaruhi oleh debit aliran inflow, curah hujan, evaporasi,

serta pemanfaatan lain dari waduk itu sendiri.

Penelitian yang dilakukan oleh (Windarti, 2014) menyebutkan bahwa

klasifikasi air yang bisa digunakan untuk proses pembangkitan energi listrik

adalah memiliki kapasitas aliran dan ketinggian tertentu dan ditunjang dengan

instalasi dari PLTA itu sendiri. Energi listrik yang dihasilkan nilainya akan

6

berbanding lurus dengan besarnya kapasitas aliran dan ketinggiannya dari

instalasi.

Penelitian yang dilakukan oleh (Lukas, Rohi, & Tumbelaka, 2017)

menyebutkan bahwa debit air inflow PLTA Wlingi berbanding lurus dengan

besarnya capacity factor dan daya. Semakin besar nilai debit air inflow maka

semakin besar pula capacity factor dan daya, dan begitupun sebaliknya semakin

kecil nilai debit air inflow maka semakin kecil juga capacity factor dan daya.

Pada penelitian yang dilakukan oleh (Sarayar D. S., 2017) memiliki

kesimpulan bahwa besar atau kecilnya produksi energi listrik PLTA tidak

dipengaruhi oleh curah hujan di sekitar PLTA. Hal ini dikarenakan curah hujan

hanya berpengaruh pada debit air inflow yang masuk ke waduk, tidak dengan

debit air outflownya.

Pada penelitian yang dilakukan oleh (Anindita D. I., 2019) menyebutkan

bahwa dalam periode satu tahun 2018 setiap bulannya mengalami kenaikan dan

penurunan hasil produksi energi. Dimana pada bulan Januari sampai dengan

bulan Februari mengalami musim hujan, maka hasil dari energi yang dihasilkan

pun akan mengalami kenaikan. Untuk bulan Maret sampai dengan bulan Agustus

mengalami penurunan energi dikarenakan dari bulan-bulan berangsur-angsur

mengalami musim kemarau. Lalu kemudian mengalami kenaikan lagi sampai

dengan bulan Desember dengan puncak energi di bulan Desember.

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

Tenaga air (hydropower) merupakan suatu energi yang didapat dari aliran

air. Air adalah sumber energi yang murah dan mudah untuk didapat. Air

mengandung energi potensial yang didapat ketika air jatuh dan energi kinetik

yang didapat ketika air mengalir. Untuk pemanfaatan PLTA energi yang

terkandung di dalam air akan dikonversikan menjadi energi mekanik oleh turbin

dan akan diteruskan ke generator untuk dikonversikan menjadi energi listrik.

Dalam membangunan pembangkit listrik tenaga air (PLTA) perlu

memperhatikan nilai dari debit aliran air dan ketinggian jatuhnya agar kelayakan

dapat tercapai. Pada dasarnya prinsip kerja dari PLTA sangatlah sederhana yaitu

dengan memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah debit air yang ada untuk

7

memutar poros turbin. Turbin yang telah berputar disambung dengan shaft

antara turbin dan generator sehingga rotor pada generator juga akan berputar.

Perputaran rotor tersebut akan mengakibatkan perbedaan medan magnit yang

akan menghasilkan energi listrik akibat perpotongan oleh stator.

2.2.2 Jenis-Jenis PLTA

Dalam mengklasifikasikan PLTA memperhatikan pengaruh prinsip dasar

hidrolika pada saat melakukan perencanaan. PLTA yang menggunakan prinsip

dasar ini dibagi menjadi empat jenis, adalah: (Kurniawati, 2017)

1. Pembangkit listrik tenaga air konvensional

PLTA ini memanfaatkan kekuatan air berupa debit aliran air secara wajar.

PLTA yang paling konvensional terdiri dari empat peralatan utama yaitu turbin,

generator, bendungan, dan jalur transmisi

2. Pembangkit listrik dengan pemompaan kembali air ke dalam kolam

penampungan

Jenis PLTA yang mempunyai kolam penampungan dimana airnya dapat

dipompa untuk keperluan beban dasar dan nantinya dapat dipakai lagi saat

beban puncak.

3. Pembangkit listrik tenaga pasang surut

Pembangkit jenis ini memanfaatkan aliran air laut pada saat pasang dan

surut dengan membangun teluk di pesisir pantai sebagai tandon airnya.

4. Pembangkit listrik tenaga air yang ditekan

PLTA ini menggunakan air dengan cara mengalirkan air dari sebuah

sumber air yang besar untuk didistribusikan dalam pengoperasian ketinggian

tekanan air untuk membangkitkan tenaga listrik. Tingkatan ketinggian air dapat

dikontrol dengan memperhatikan proses penguapan alam.

Selain pengklasifikasian PLTA berdasarkan prinsip dasarnya, PLTA juga

dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis diantaranya adalah sebagai

berikut: (Arismunandar & Kuwahara, 2004)

1. Penggolongan berdasarkan tinggi terjun PLTA

a. PLTA jenis terusan air (water way)

PLTA ini memiliki tempat pengambilan air (intake) dari sisi hulu sungai,

dan yang digunakan untuk mengalirkan air ke sisi hilir sungai. PLTA jenis ini

8

memanfaatkan tinggi terjun dengan kemiringan sungai untuk menghasilkan

energi listrik.

b. PLTA jenis bendungan (DAM)

merupakan jenis PLTA yang menggunakan bendungan dengan tujuan

untuk menaikkan nilai elevasi air yang dibendung dan kemudian memproduksi

energi listrik dengan memanfaatkan debit air outflow yang diatur serta tinggi jatuh

air.

c. PLTA jenis bendungan dan terusan air

Merupakan PLTA gabungan dari kedua jenis pembangkit listrik di atas.

PLTA jenis ini memanfaatkan tinggi terjun yang didapatkan dari tampungan

bendungan dan dari aliran air untuk memproduksi energi listrik.

2. Penggolongan berdasarkan aliran sungai

a. PLTA jenis aliran sungai langsung (run of river)

PLTA jenis ini memanfaatkan aliran air sungai langsung melalui saluran

terbuka dan tertutup dengan dipasang pada ujung saluran tersebut (ujung masuk

air). Air dimasukkan melalui pipa pesat atau saluran terbuka.

Gambar 2. 1 PLTA jenis aliran sungai langsung Sumber : (Sarayar D. S., 2017, hal. 16)

Keterangan:

1. Sungai 7. Power house

2. Saringan 8. Bendung

3. Bak pengendapan pasir 9. Saluran pembersih

4. Pressure tunel 10. Saluran Pengelak

5. Surge tank 11. Sungai

6. Penstock valve

9

b. PLTA dengan kolam pengatur (regulatoring pond)

Pada PLTA jenis ini aliran air sungai akan dimasukkan ke dalam kolam

melalui saluran terbuka ataupun tertutup dengan dilakukan penyaringan terlebih

dahulu dan kemudian akan ditampung di suatu kolam yang bertujuan untuk;

mengendapkan pasir, mengendapkan lumpur, sebagai reservoir.

Air dari kolam tersebut akan digunakan untuk menghasilkan energi listrik

dengan cara mengalirkan air melalui pipa pesat untuk menggerakkan turbin.

Kolam tando memiliki beberapa pintu air yang berfungsi untuk pengisian atau

pengosongan bila kolam tando diadakan pemeliharaan.

Gambar 2. 2 PLTA dengan kolam pengatur

Sumber : (Sarayar D. S., 2017, hal. 17)

c. PLTA jenis waduk

PLTA jenis ini menyerupai seperti PLTA regulatoring pond hanya saja

kapasitas energi listrik yang dibangkitkan lebih besar hal ini dikarenakan

kapasitas tampungan air pada PLTA jenis waduk lebih besar. Waduk ini

digunakan untuk penampung air hujan sebagai cadangan untuk musim kemarau,

dengan harapan PLTA ini dapat digunakan setiap waktu.

10

Gambar 2. 3 PLTA jenis waduk Sumber : (Sarayar D. S., 2017, hal. 18)

d. PLTA jenis pompa (pumped storage)

PLTA jenis ini membutuhkan dua buah kolam pengatur. Saat kebutuhkan

listrik meningkat, air akan dialirkan dari kolam pengendali atas dan ditampung di

kolam pengendali yang bawah. Untuk memproduksi energi listrik pada PLTA ini

memanfaatkan energi potensial yang terkandung dalam aliran air. Sedangkan

saat beban minimal, listrik yang dihasilkan pembangkit listrik lain digunakan

untuk memompa balik air ke kolam penampung di atas untuk digunakan kembali

saat dibutuhkan. Di Indonesia pembangkit sangat cocok untuk dikembangkan

karena pada saat malam hari, semua orang serempak menggunakan listrik

sehingga kondisi beban mengalami beban puncak, sedangkan siang hari hanya

sedikit orang yang menggunakan listrik. Pembangkit ini memiliki tujuan untuk

menyimpan energi listrik sisa yang dibangkitkan.

Gambar 2. 4 PLTA jenis pompa Sumber : (Sarayar D. S., 2017, hal. 19)

11

3. Penggolongan berdasarkan nilai daya yang dihasilkan

PLTA berdasarkan kapasitas pembangkit:

a. PLTA mikro yaitu dengan daya <100 kW

b. PLTA kapasitas rendah; daya 100-1000 kW

c. PLTA kapasitas menengah; daya 1000 kW-10.000 kW

d. PLTA kapasitas tinggi; daya >10.000Kw

2.2.3 Komponen PLTA

Komponen-komponen PLTA terdiri dari: (Lukas, Rohi, & Tumbelaka,

2017)

2.2.3.1. Komponen hidrolik PLTA

1. Waduk

Waduk digunakan untuk menampung air pada saat musim penghujan atau

pada saat jam beban kurang sebagai bentuk persediaan untuk digunakan pada

saat daerah sekitar PLTA mengalami kekeringan atau pada saat melayani beban

puncak. Waduk berfungsi untuk mempersiapkan kenaikan produksi energi listrik

dari PLTA itu sendiri dengan menaikkan elevasi air pada waduk dan PLTA yang

lain pada bagian hilir dengan mengatur debit air outflow yang digunakan pada

PLTA sebelumnya, serta dapat juga berfungsi sebagai pengatur debit air yang

mengalir. Waduk dapat berfungsi demikian apabila memperhatikan pola operasi

waduknya. (Arismunandar & Kuwahara, 2004)

Gambar 2. 5 Waduk Wlingi

12

Waduk dibagi menjadi dua jenis berdasarkan fungsinya, yaitu waduk

ekaguna dan waduk serbaguna. Pembangunan waduk ekaguna hanya untuk

memenuhi satu kebutuhan saja, contohnya waduk dibangun hanya untuk

kebutuhan irigasi saja. Sedangkan pembangunan waduk serbaguna untuk

memenuhi banyak kebutuhan, contohnya pembangunan suatu waduk untuk

memenuhi kebutuhan PLTA, irigasi, pengendali banjir, dan lainnya. Pada PLTA,

waduk memiliki fungsi untuk meninggikan elevasi pada sisi hulu PLTA pada nilai

elevasi normal. Adapun beberapa istilah dalam waduk yang berhubungan

dengan PLTA :

a. Volume Waduk Aktif

Volume waduk yang dapat digunakan dengan memenuhi salah satu atau

lebih dari tujuan pembangunannya. Dalam hal ini tujuan pembangunannya

adalah untuk PLTA.

b. Volume Waduk Mati

Volume waduk yang terletak pada bagian paling bawah dari bangunan

keluaran. Dalam hal ini, bangunan pengeluaran adalah bangunan intake PLTA.

c. Volume Waduk Total

Volume waduk total terdiri dari volume aktif dan volume mati dari waduk.

2. Bendungan (DAM)

Bendungan adalah bangunan air yang dibangun secara melintang sungai

dengan tujuan untuk menaikkan permukaan air sungai untuk mencapai

ketinggian tertentu, sehingga nantinya air sungai tersebut dapat dialirkan melalui

pintu sadap ke saluran-saluran pembagi untuk memenuhi banyak kebutuhan.

Bendungan memiliki beberapa manfaat penting antara lain irigasi,

penyediaan air bersih, sebagai PLTA, pengendali banjir, perikanan, pariwisata

dan olahraga air. Dalam pembangunan bendungan tentu bertujuan untuk

memberikan manfaat dan kesejahteraan bagi masyarakat. Pembangunan

ditujukan untuk mencapai kondisi yang lebih baik dari sebelumnya.

Untuk PLTA sendiri bendungan memiliki fungsi untuk menahan laju air

sehingga diperoleh debit dan ketinggian jatuh (Head) air. Bendungan ini juga

berfungsi sebagai penampung dan penyimpan air serta pengatur masuknya air

ke turbin air. Bendungan terdiri dari beberapa lapisan diantaranya adalah:

13

a. Rock Zone (lapisan batu)

Rock Zone adalah zona terluar suatu bendungan yang terdiri dari

bebatuan yang ditimbun.

b. Filter Zone (lapisan penyaring)

Umumnya bebatuan yang digunakan pada filter zone suatu bendungan ini

lebih kecil dibandingkan bebatuan pada rock zone.

c. Transition Zone (lapisan transisi)

Umumnya bebatuan yang dipakai di transition zone ukurannya antara

bebatuan yang digunakan pada rock zone dan bebatuan yang digunakan pada

filter zone.

d. Lapisan Kedap Air

Pada lapisan ini bebatuan yang digunakan umumnya adalah batu kapur

serta tanah liat karena keduanya memiliki sifat untuk menahan air.

3. Bangunan ambil air (Intake gate)

Intake merupakan pintu air untuk masuknya aliran air menuju turbin

melalui penstock. Konstruksi bangunan intake untuk mengambil air langsung dari

sungai dapat berupa bendungan (intake dam) yang melintang sepanjang lebar

sungai atau langsung membagi aliran air sungai tanpa dilengkapi bangunan.

Pada PLTA jenis waduk, intake menerima tekanan air yang sangat kuat

hal ini dikarenakan intake harus menerima debit air yang masuk dari waduk

dengan tinggi permukaan air berapapun juga. Melihat kondisi geografi terutama

untuk saluran airnya, intake gate dapat dibangun menyambung atau terpisah dari

bendungan. Pada intinya air yang mengalir melalui saluran yang terhubung

dengan bangungan intake adalah terowongan tekanan (pressure tunnel), dan

bangunan pendukungnya yaitu intake gate, filter, dan lainnya.

14

Gambar 2. 6 Intake Gate

4. Tangki pendatar (Surge tank)

Tangki pendatar (surge tank) diletakkan pada terminal pressure tunnel

pada PLTA. Digunakan untuk membendung saluran dan mengendalikan

kuantitas air untuk meredam pukulan air (water hammer), jika aliran air pada

turbin mengalami perubahan.

5. Pipa pesat (Penstock)

Untuk mengalirkan air dari head tank ataupun langsung dari intake menuju

turbin dan untuk mendapatkan tekanan hidrostatis yang sebesar-besarnya pada

PLTA dapat menggunakan pipa pesat atau penstock. Di dalam pipa pesat terjadi

perubahan energi potensial air dalam waduk menjadi energi kinetik berdasarkan

kecepatan sesuai dengan tinggi jatuh air.

6. Saluran atas (Head race)

Saluran atas (head race) adalah konstruksi (structure) yang menyalurkan

air dari bangunan ambil air (intake) ke pusat listrik jenis aliran sungai langsung,

dan lain sebagainya. Biasanya yang dinamakan saluran atas adalah jalanan air

(water way) dari bangunan ambil air sampai tangki pendatar (surge tank), atau

tempat mulainya pipa pesat (penstock).

7. Saluran bawah (Tail race)

Tail race merupakan saluran bawah tanah yang digunakan untuk

mengalirkan air dari turbin setelah melewati draft tube untuk dialirkan ke sungai.

Tail race ini juga berfungsi untuk menahan tekanan air sehingga mencapai

15

keseimbangan tekanan air dalam turbin pada saat dilakukan pengisian setelah

dilakukannya inspeksi.

Gambar 2. 7 Tail Race PLTA Wlingi

2.2.3.2. Turbin air

Turbin adalah alat untuk mengkonversikan energi mekanik air menjadi

perputaran shaft. Pada PLTA air yang mengalir melalui penstock akan menabrak

sudu-sudu turbin, sehingga membuat turbin akan berputar. Pada pembangkitan

bertenaga air turbin air memegang peranan penting.

Dalam memilih suatu turbin air untuk suatu pembangkit tenaga air

mengharuskan diadakan suatu peninjauan terhadap beberapa indikator yang

berupa nilai di tempat atau lokasi yang ingin dijadikan tempat pembangkit

tersebut. Nilai yang dimaksud adalah nilai dari tinggi terjun (head) serta nilai dari

debit aliran air tempat atau lokasi tersebut. Hal ini sangatlah penting dikarenakan

setiap jenis turbin memiliki karakteristik kecepatan dan kekuatan yang akan

berputar pada kombinasi beda tinggi atau tinggi terjun (head) dan debit aliran air

yang meningkatkan efisiensi dari kerja turbin itu sendiri.

Turbin air memiliki berbagai jenis yang dikelompokkan berdasarkan cara

kerja turbin air tersebut merubah energi fluida (energi potensial dan energi kinetis

air) pada air menjadi energi mekanis, dimana sebagai berikut:

16

1. Turbin Impuls

Turbin impuls merupakan kelompok turbin yang memiliki cara kerja

merubah seluruh energi pada air menjadi energi kinetis untuk memutar turbin,

sehingga menghasilkan energi mekanis. Pada kelompok turbin ini rotor (runner)

akan bekerja dengan pengaruh aliran air dengan memanfaatkan perbedaan

tinggi pada aliran air yang akan dirubah menjadi kecepatan. Pada kelompok

turbin impuls ini tidak ada perubahan tekanan sepanjang rotor (runner) saat air

masuk dan keluar dari turbin. Berikut contoh dari kelompok turbin impuls:

a. Turbin Pelton

Cara kerja dari turbin ini, yaitu bagian mulut-mulut pancaran (nozzles)

akan mengeluarkan air, kemudian air tersebut akan memukul ember-ember

(buckets) yang terdapat pada sekeliling roda putar (runner), sehingga runner

dapat berputar. Turbin pelton sendiri biasa dipakai untuk tinggi terjun (head) yang

tinggi, menjadikan turbin ini sangat cocok dan efisien untuk digunakan.

Gambar 2. 8 Turbin Pelton Sumber : (Lukas, Rohi, & Tumbelaka, 2017, hal. 18)

b. Turbin Crossflow

Prinsip kerja dari turbin ini, yaitu aliran air mengalir masuk pada inlet

adapter yang ada kemudian akan diatur banyak aliran yang masuk oleh guide

vane (distributor). Aliran air sendiri masuk dari atas sudut jalan (blades) dan

mendorong sudut jalan bergerak sehingga air turun dan kembali mendorong

sudut bagian bawah dan turbin akan berputar. Turbin ini biasa digunakan untuk

head yang tinggi, lebih tinggi daripada turbin kaplan dimana batasan head

sampai pada batas tinggi terjun menengah dari turbin Francis.

17

Gambar 2. 9 Turbin Crossflow

Sumber : (Mafrudin & Irawan, 2014)

2. Turbin Reaksi

Turbin reaksi adalah jenis pengelompokan turbin selain pengelompokan

turbin ilmpus yang memiliki cara kerja dengan merubah seluruh energi air yang

tersedia menjadi energi mekanis. Pada turbin kelompok ini, perubahan energi

potensial menjadi energi kinetis berlangsung pada guide dan pada rotor (runner),

hal tersebut menyebabkan penurunan tekanan (pressure drop) ketika air

melewati runner. Berikut contoh dari kelompok turbin reaksi:

a. Turbin Kaplan

Turbin kaplan (Propeller) merupakan jenis turbin yang termasuk kedalam

kelompok turbin reaksi memiliki aliran aksial. Turbin ini tersusun seperti Propeller

pada perahu. Propeller tersebut mempunyai tiga hingga enam sudut.

Turbin kaplan biasa digunakan untuk tinggi terjun yang rendah. Konstruksi

sudut bilah rotor dari turbin Kaplan sendiri dibagi menjadi dua, yaitu konstruksi

sudut biIah rotorrtetappdan konstruksi sudut biIah rotor yang dioperasikan

dengan otomasi melalui bantuan sistem hidrolik. Kegunaan dari konstruksi

tersebut adalah agar saat bekerja nilai efisiensinya tinggi.

18

Gambar 2. 10 Turbin Kaplan

Sumber : (Lukas, Rohi, & Tumbelaka, 2017, hal. 19)

b. Turbin Francis

Turbin Francis termasuk jenis kelompok turbin reaksi selain turbin Kaplan.

Turbin ini bisa diletakkan antara debit inflow dengan nilai tinggi dan debit outflow

dengan nilai rendah. Turbin Francis sendiri digunakan pada PLTA yang memiliki

tinggi terjun menengah (medium head). Turbin ini sendiri umumnya dapat

digunakan untuk berbagai keperluan karena turbin ini mempunyai jangkauan

daya yang lebar. Turbin ini dilengkapi dengan spiral case yang berfungsi untuk

menahan tekanan hidrolik yang berlebihan. Guide vane pada turbin francis

berfungsi untuk mengatur air yang masuk dengan mengontrol bukaan guide vane

supaya daya yang nantinya dihasilkan dapat sesuai dengan mekanisme

pengaturan.

Gambar 2. 11 Turbin Francis

Sumber : (Lukas, Rohi, & Tumbelaka, 2017, hal. 18)

19

Tabel 2. 1 Klasifikasi Jenis Turbin

Kelompok

Turbin Head Tinggi

Head

Menengah

Head Rendah

Turbin Impuls Pelton

Turgo

Cross-flow

Multi-Jet

Pelton

Turgo

Cross-Flow

Turbin Reaksi Francis

Propeller

Kaplan

Sumber : (Anindita D. I., 2019, hal. 14)

2.2.3.3. Komponen electric pada PLTA

1. Generator

Generator adalah salah satu alat yang berfungsi sebagai pembangkit

daya. Secara konstruksi merupakan peralatan yang mengkonversi energi

mekanik menjadi energi listrik. Prinsip kerja generator adalah tegangan yang

dibangkitkan oleh generator sinkron yang berdasarkan prinsip kerjanya induksi

elektromagnetik. Rotor generator yang berputar didalam medan magnet listrik

akan menghasikan fluks magnet yang juga berputar. Putaran ini akan

menghasilkan tegangan induksi pada kawat gulungan stator.

Berdasarkan kapasitas pembangkitannya konstruksi generator sinkron

dibedakan menjadi dua, yaitu generator sinkron untuk kapasitas pembangkitan

kecil dan generator sinkron untuk kapitas pembangkitan besar. Konstruksi

generator sinkron untuk kapasitas pembangkitan kecil adalah belitan (kumparan)

jangkar ditempatkan pada rotor sedangkan belitan medan ditempatkan pada

stator. Sedankan untuk konstruksi generator sinkron untuk kapasitas

pembangkitan besar adalah belitan (kumparan) jangkar ditempatkan pada stator

sedangkan belitan medan ditempatkan pada rotor.

20

Gambar 2. 12 Dua Unit Generator PLTA Wlingi

Pada PLTA generator dibagi ke dalam dua golongan berdasarkan arah

porosnya, yaitu golongan datar dan golongan tegak. Mesin dengan daya yang

kecil serta memiliki nilai putaran yang tinggi umumnya masuk ke dalam golongan

poros datar, sedangkan mesin dengan daya yang besar serta memiliki nilai

putaran yang rendah masuk ke dalam golongan poros tegak. Pada PLTA lebih

baik menggunakan poros tegak karena lebih efisien dalam hal luas ruangan yang

diperlukan.

2. Jalur transmisi

Jalur transmisi merupakan proses penyaluran tenaga listrik dari tempat

pembangkitan tenaga listrik (power plant) hingga saluran distribusi listrik

(substation distribution) sehingga bisa disalurkan dari PLTA menuju rumah-

rumah dan pusat industri.

Gambar 2. 13 Saluran Transmisi 154 kV Karangkates

21

2.2.4 Bangunan Sentral (Power House)

Pada PLTA biasanya komponen-komponen pembangkitan seperti turbin,

generator, serta peralatan bantu lainnya diletakkan dalam satu lokasi yang biasa

disebut dengan power house. Power house digolongkan bermacam-macam

diantaranya berdasarkan letaknya (di atas tanah atau di dalam tanah) serta

berdasarkan konstruksi fondasi generator dan turbin. Secara umum jika ingin

melakukan perencanaan pembangunan power house mempertimbangkan

pemilihan lokasi serta konstruksi bangunan atas tanahnya menjadi sangat

penting. Ini dilakukan sesudah mempertimbangkan segala kemungkinannya,

seperti letak geografi, keadaan geologi, susah atau mudahnya pembangunan,

pemeliharaan, dan lain-lain. (Arismunandar & Kuwahara, 2004)

2.2.5 Debit Air

Debit air merupakan volume air yang mengalir per satuan waktu.

Beberapa faktor yang mempengaruhi besar kecilnya debit air pada sisi hulu

sungai diantaranya adalah kondisi geologi disekitar sungai, curah hujan, suhu

sekitar, tumbuh-tumbuhan, dan lain sebagainya. Debit air nilainya tidak pernah

konstan. Pengukuran nilai aliran debit sungai sangat penting sebab besar

kecilnya nilai debit air akan sangat mempengaruhi energi listrik yang di produksi

oleh PLTA. Semakin besar nilai debit airnya maka energi listrik yang dihasilkan

PLTA juga semakin besar. (Arismunandar & Kuwahara, 2004)

Untuk PLTA jenis waduk, fungsi dari waduknya sendiri untuk menampung

air agar PLTA tetap dapat beroperasi pada saat kondisi disekitar PLTA sedang

mengalami musim kemarau dan agar dapat memenuhi kebutuhan listrik

pelanggan pada saat beban puncak. Debit air maksimum ditentukan oleh jumlah

air yang diatur selama beban puncak dalam musim kemarau. Hal ini dapat

dihitung dari kondisi beban dalam musim kemarau, jumlah air yang tersimpan di

dalam waduk untuk persediaan pada hari-hari kering dan debit alamiah dari

sungai pada waktu musim kemarau. Pada umumnya, besarnya debit maksimum

adalah sekitar 3-4 kali jumlah debit rata-rata dari waduk dalam musim kemarau

dan debit alamiah dari sungainya sendiri.

22

2.2.6 Tinggi Jatuh Efektif

Tinggi jatuh efektif didapatkan dengan mengurangi tinggi jatuh total (yaitu

tinggi dari permukaan air pada pengambilan sampai permukaan saluran bawah)

dengan kehilangan tinggi pada saluran air. Tinggi jatuh penuh (full head) adalah

tinggi air yang bekerja efektif pada turbin yang sedang berjalan.

Untuk jenis saluran air, bila diketahui permukaan air pada bangunan

pengambilan dan pada saluran bawah serta debit air, maka tinggi jatuh efektif

kemudian dapat ditentukan dengan dasar pertimbangan ekonomis. Misalnya bila

kehilangan tinggi jatuh air dapat dikurangi dengan memperbesar penampang

pada saluran air atau memperkecil kemiringannya, maka tinggi jatuh dapat

dimanfaatkan dengan efektif.

Lalu ada beberapa hal yang perlu diperhatikan ketika naik turunnya air

sangatlah besar,yaitu sebagai berikut:

1. Tinggi jatuh normal

Tinggi jatuh normal merupakan tinggi jatuh efektif yang digunakan sebagai

acuan dalam menentukan energi yang dihasilkan atau secara ringkas pada tiggi

jatuh normal terdapat efisiensi yang maksimal. Nilai dari tinggi jatuh ini

didapatkan dengan melakukan percobaan, sehingga energi yang dihasilkan

dalam kurun waktu satu tahun mencapai maksimum berdasarkan lengkung

operasi dari bendungan.

2. Perubahan tinggi jatuh

Kapasitas efektif, naik turunnya permukaan air bendungan ditentukan

berdasarkan atas daya puncak yang dihasilkan dan lamanya hal ini berlangsung,

hal ini disesuaikan dengan hubungan antara penyediaan dan kebutuhan tenaga,

rencana penyediaan tenaga pada musim kemarau, pemanfaatan air banjir, dan

lain-lain. Jika variasi dari tinggi jatuh menjadi terlalu besar, maka karakteristik

turbin akan menjadi tidak menguntungkan. Oleh karena itu harus diperhatikan

hal-hal tersebut terdahulu dalam menentukan naik-turunnya permukaan air pada

bendungan.

2.2.7 Energi

Dasar dari energi listrik yang dibangkitkan oleh PLTA bermula dari energi

potensial air yang ditampung di dalam waduk. Ketika air dari waduk mengalir

23

melalui penstock maka energi potensial yang terkandung di air akan berangsur-

angsur berubah menjadi energi kinetik. Energi kinetik air akan berubah menjadi

energi mekanik oleh turbin ketika air yang mengalir pada penstock menabrak

sudu-sudu turbin. Turbin yang berputar dikopel dengan generator sehingga

mengakibatkan generator juga berputar. Perputaran generator akan mengubah

energi mekanik menjadi energi listrik.

Rumus yang digunakan untuk melakukan perhitungan tentang energi

listrik yang dihasilkan oleh suatu PLTA adalah sebagai berikut:

P = ρ x Q x g x h (2.1)

Keterangan:

P = Daya (Watt)

ρ = Massa jenis air (kg/m3)

Q = Debit air (m3/s)

h = head/tinggi terjun (m)

Mengacu dari rumusan di atas maka besar kecilnya daya listrik yang

dihasilkan oleh suatu PLTA bergantung pada nilai debit air dan juga nilai tinggi

jatuh air. Semakin besar nilai debit air dan tinggi jatuh air, maka daya listrik yang

dihasilkan oleh PLTA akan semakin besar. Selain bergantung pada nilai debit air

dan tinggi jatuh air, dalam membangkitkan energi listrik oleh PLTA juga

memperhatikan nilai efisiensi dari peralatan utamanya, yaitu turbin air dan

generator.

24

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Perancangan Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan menjalani beberapa tahap, yaitu sebagai

berikut:

1. Studi Literatur

Pada tahapan ini penulis melakukan pembelajaran untuk mencari

informasi dan referensi dari artikel, jurnal, dan buku yang berkaitan dengan tema

dalam penyusunan skripsi.

2. Observasi

Pada tahapan ini penulis terjun ke lapangan untuk melakukan

pengamatan secara langsung di PLTA Wlingi, Blitar.

3. Pengumpulan Data

Pada tahapan ini penulis melakukan pengumpulan data yang berkaitan

dengan penelitian. Data yang dikumpulkan adalah data sekunder berupa data

historical meliputi data debit air inflow, data debit air outflow, data elevasi waduk

pada tahun 2019, data energi listrik yang dihasilkan PLTA Wlingi kurun waktu 9

tahun sebelumnya (2011-2019), serta data kualitatif prakiraan cuaca dari BMKG

pada tahun 2020 untuk daerah Blitar.

4. Pengolahan dan Analisa Data

Pada tahapan ini penulis sudah mendapatkan data-data yang berkaitan

dengan kebutuhan penyusunan skripsi. Selanjutnya, data-data tersebut akan

diolah, dianalisa serta dilakukan evaluasi supaya didapatkan hasil penelitian

yang sesuai dengan kebutuhan.

5. Pembuatan Skripsi

Setelah data-data diolah, dianalisa serta dievaluasi, pada tahapan ini

penulis akan melakukan pembuatan skripsi dari hasil pengolahan data tersebut.

Sehingga dapat memberikan gambaran penelitian secara utuh.

Secara lebih jelasnya perancangan penelitian ini dapat dilihat dalam

diagram alir yang ditampilkan berikut ini:

25

Gambar 3. 1 Diagram Alur Penelitian

Start

StudiiLiteratur dan

observasiilapangan

Pengambilan data di PT. PJB UP

Brantas PLTA Wlingi

Kelengkapan

data

Kesimpulan dan Saran

Finish

Ya

Tidak

Input data debit air inflow dan debit air

outflow untuk melakukan perhitungan

produksi energi listrik PLTA Wlingi

Analisa hasil

perhitungan

26

Penulis memulai penelitian dengan mencari literatur-literatur dari buku,

jurnal, dan laporan penelitian yang digunakan sebagai pembekalan ilmu sebelum

melakukan observasi lapangan. Studi literatur ini diiringi dengan observasi

lapangan, penulis melaksanakannya di PLTA Wlingi. Observasi lapangan

bertujuan untuk mendalami pengetahuan tentang penelitian yang akan dilakukan

oleh penulis. Setelah penulis melakukan studi literatur dan observasi lapangan,

penulis melanjutkan penelitian ke tahapan pengumpulan data penunjang

penunjang. Data-data tersebut antara lain adalah data debit air inflow dan debit

air outflow, data elevasi waduk, data produksi energi listrik dari PLTA Wlingi

kurun waktu 9 tahun terakhir yakni sejak 2011 hingga 2019, dan data kualitatif

prakiraan cuaca dari BMKG pada tahun 2020 untuk daerah Blitar. Untuk data

debit air inflow, dan outflow dibutuhkan data perhari selama tahun 2019 untuk

dapat dihasilkan perhitungan energi listrik yang dibangkitkan PLTA Wlingi yang

akurat. Sementara itu untuk data elevasi waduk dibutuhkan data perhari juga

untuk dapat melihat perubahan elevasi waduk dan untuk dilakukan perbandingan

terhadap nilai debit inflow, outflow, dan energi yang dihasilkan. Setelah data

dirasa sudah lengkap maka penulis dapat melanjutkan ke tahap selanjutnya yaitu

melakukan perhitungan dan analisis terhadap energi yang dibangkitkan oleh

PLTA Wlingi selama tahun 2019, namun apabila data yang didapatkan oleh

penulis dirasa belum lengkap maka perlu dilakukan pengambilan data lagi untuk

menunjang penelitian penulis. Setelah dilakukan perhitungan dan dianalisa maka

penulis dapat menarik kesimpulan dan dapat memberikan saran untuk

selanjutnya dapat diteruskan menjadi sebuah laporan penelitian.

3.2 Teknik Analisis

Teknik analisis yang digunakan oleh penulis pada penelitian kali ini adalah

teknik analisis kuantitatif. Di mana dalam penelitian ini akan dilakukan pengkajian

terhadap data-data teknis yaitu berupa produksi energi listrik dalam periode

waktu. Data yang sudah didapat akan diolah sesuai kebutuhan dalam penulisan

lalu akan dilakukan analisis terhadap hasil olahan data-data tersebut yang

kemudian hasil dari pendekatan statistik sederhana tersebut akan disajikan

dalam bentuk tulisan, grafik, serta tabel sesuai dengan kebutuhan penulisan.

27

Di mana diketahui dalam membangkitkan energi listrik pada PLTA banyak

menggunakan energi potensial:

Ep = m x g x H (3.1)

Dengan : Ep = Energi potensial

m = Massa (Kg)

g = Percepatan gravitasi (9,8 m/s2)

H = Tinggi relatif terhadap permukaan bumi (m)

Rumus pada (3.1) dapat juga dituliskan sebagai berikut:

dE = dm x g x H

Dimana dE adalah energi yang dibangkitkan oleh elemen masa dm yang melalui

jarak H. Jika Q didefinisikan sebagai debit air menurut rumus maka:

Q = dV/dt

Dimana : Q = Debit air

dV = Elemen volume air

dt = Elemen waktu

Dari rumus-rumus di atas, maka dapat dilakukan perhitungan daya yang

diproduksi oleh PLTA dengan rumus:

P = g x Q x H (3.2)

28

Berikut merupakan massa jenis dari zat cair:

Tabel 3.1 Massa Jenis Zat Cair

Zat

Massa Jenis

(kg/m3)

Air 1,00 x 103

Air laut 1,03 x 103

Air raksa 13,6 x 103

Darah 1,06 x 103

Bensin 0,68 x 103

Sumber: (Kartika, 2009, hal. 6)

Jika rumus (3.2) dihungkan dengan massa jenis suatu fluida dan efisiensi, maka

rumusnya menjadi:

P = ρ x g x Q x H x ᶯ (3.3)

Sumber : (Arismunandar & Kuwahara, 2004, hal. 19)

Dimana : P = Daya yang dibangkitkan (MW)

ρ = Massa jenis air (kg/m3)

g = Gravitasi (m/s2)

Q = Debit air (m3/s)

H = Tinggi jatuh air (m)

ᶯ = Effisiensi turbin

Jika mengacu pada satuan waktu maka satuan yang digunakan adalah jam

(hours), dimana nilai hours didapatkan dengan menjumlahkan waktu dalam

periode tertentu yang sudah dikonversikan kedalam satuan jam.

29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Gambaran Umum Sistem Pembangkitan PLTA Wlingi

4.1.1 Proses Pembangkitan Listrik Tenaga Air

Gambar 4. 1 Proses Pembangkitan PLTA Secara Umum

Sumber : Studi Kinerja Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) di Daerah

Aliran Sungai (DAS) Brantas (2017,17)

Pembangkit listrik tenaga air berfungsi untuk mengubah energi potensial

dari air menjadi energi kinetis berdasarkan elevasi dari air jatuh menjadi energi

mekanis sebagai penggerak turbin, energi mekanis tersebut kemudian

diteruskan ke generator untuk dilakukan konversi energi dari energi mekanik

menjadi energi listrik.

Energi pada PLTA terkandung pada debit air yang mengandung energi

potensial dalam proses aliran dalam penstock. Saat debit air mengalir dalam

penstock energi potensial secara berangsur-angsur akan berubah menjadi

energi kinetik. Perubahan ini didasari karena adanya tinggi jatuh dari penstock

sampai ke turbin air. Energi kinetik yang ada pada penstock akan berubah

menjadi energi mekanik apabila debit air menabrak sudu-sudu turbin sehingga

menyebabkan turbin akan berputar. Dari perputaran turbin itu akan

mengakibatkan generator berputar, kemudian oleh generator energi mekanik

dikonversikan menjadi energi listrik.

30

4.1.2 Sistem Distribusi PLTA Wlingi

Gambar 4. 2 Single Line Diagram PLTA Wlingi

Daya output yang dihasilkan generator disalurkan ke pusat beban

menggunakan transformator. Hal ini memungkinkan untuk mengirimkan daya

31

listrik dalam jarak yang jauh dan tidak mengubah besaran listrik. Tegangan akan

dinaikkan sehingga arus lebih kecil dan rugi-rugi menjadi kecil.

Transformator yang dimiliki oleh PLTA Wlingi memiliki spesifikasi yang

berbeda-beda. Tegangan output dari generator Wlingi yaitu 11 kV yang

kemudian didistribusikan melalui transformator 154 kV. Tegangan 154 kV ini

dihubungkan pada line 154 kV Karangkates yang kemudian ditransfer melalui

saluran udara tegangan tinggi (SUTT) ke gardu induk Waru.

Untuk pemakaian sendiri (station service) tegangan output generator 11

kV diturunkan menjadi 6,3 kV oleh transformator lokal dengan kapasitas 1200

KVA. Tegangan ini kemudian diturunkan kembali menjadi 380/220 volt oleh

transformator dengan kapasitas 630 KVA.

Pada switchyard PLTA Wlingi juga terdapat transformator 70 kV dengan

terdapat dua line transmisi menuju Tulungagung I dan II. Di wilayah PLTA Wlingi

juga terdapat gardu induk Wlingi yang salurannya dari 154 kV diturunkan menjadi

saluran SUTM 22 kV ke Lodoyo dan SUTM 20 kV yang digunakan menuju

saluran Garum, Kanigoro, dan peralatan gardu induk lainnya.

4.2 Hasil dan Pembahasan

Mengacu pada hasil penelitian Winasis, dkk (2013) menyebutkan bahwa

salah satu faktor utama yang berpengaruh terhadap energi listrik yang dapat

dibangkitkan oleh PLTA adalah ketersediaan air di dalam reservoir. Dan

berdasarkan pada penelitian yang dilakukan oleh Menik Windarti (2014)

menyebutkan bahwa persyaratan yang harus dipenuhi ketika ingin membangun

suatu PLTA adalah memiliki kapasitas aliran air yang cukup, memiliki ketinggian

tertentu, serta instalasi.

Dengan begitu produksi energi listrik di PLTA Wlingi bergantung dengan

ketersediaan air yang ada pada waduk, dimana aliran air dengan volume tertentu

yang mengalir masuk ke waduk merupakan debit inflow. Debit inlow ini

cenderung berubah-ubah pada setiap waktunya hal ini bisa disebabkan karna

bergantung pada buangan bendungan PLTA Sutami, aliran sungai Brantas dan

sungai-sungai kecil lainnya, maupun keadaan cuaca pada daerah disekitar PLTA

Wlingi.

32

Untuk mengetahui daya listrik yang dihasilkan oleh PLTA Wlingi dapat

dihitung menggunakan rumus 3.3 dengan data-data yang diketahui adalah

sebagai berikut:

ρ = 1000 kg/m3

g = 9,8 m/s2

Q = 139 m3/s

H = 22 m

ᶯ = 0,9

Dengan demikian dapat dilakukan perhitungan daya listrik yang dihasilkan

PLTA Wlingi sebagai berikut:

P = ρ x g x Q x H x ᶯ

= 1000 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 139 m3/s x 22 m x 0,9

= 26.971.560 Watt

= 26,97 MW

Daya yang dihasilkan oleh pembangkit adalah sebesar 26,97 MW

sedangkan kapasitas generator adalah sebesar 30 MVA atau sebesar 27 MW.

Selanjtunya kapasitas energi listrik yang dibangkitkan oleh PLTA Wlingi per satu

hari adalah sebesar :

E = P x 24 hours

= 26.971.560 Watt x 24 hours

= 647.317.440 Watthours

E = 647,31 MWh/unit

4.2.1 Produksi Energi Berdasarkan Debit Inflow

Berdasarkan pada persamaan 3.3 yaitu rumus daya yang dibangkitkan

oleh PLTA lalu dengan menggunakan perkalian setiap jam nya, dimana debit air

yang digunakan pada persamaan 3.3 tersebut adalah debit air inflow rata-rata

33

harian yang dapat dilihat pada lampiran C, dengan tinggi jatuh sebesar 22 meter

dan effisiensi turbin sebesar 0,9 yang dapat dilihat pada lampiran B, dan nilai

massa jenis air 1000 Kg/m3 yang dapat dilihat di tabel 3.1 maka akan didapatkan

energi yang dihasilkan oleh pembangkit pada tahun 2019 dengan satuan Mega

Watt Hours (MWh).

Berikut merupakan perhitungan realisasi energi listrik pada tanggal 1

Januari 2019 dengan data-data yang diketahui adalah sebagai berikut:

ρ = 1000 kg/m3

g = 9,8 m/s2

Q = 70,66 m3/s

H = 22 m

ᶯ = 0,9

Dengan data-data demikian dapat dilakukan perhitungan daya listrik yang

dihasilkan PLTA Wlingi pada tanggal 1 Januari 2019 sebagai berikut:

P = ρ x g x Q x H x ᶯ

= 1000 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 70,66 m3/s x 22 m x 0,9

= 13.710.866,40 Watt

P = 13,71 MW

Setelah daya listrik yang dibangkitkan diketahui, selanjutnya dapat

dilakukan perhitungan untuk menghitung besar energi listrik yang dibangkitkan

pada tanggal 1 januari 2019 dengan rumus sebagai berikut:

E = P x 24 jam

= 13.710.866,40 Watt x 24 hours

= 329.060.793,6 Watthours

E = 329,06 MWh

Selanjutnya hasil perhitungan realisasi energi listrik berdasarkan debit

inflow ditampilkan di tabel 4.1 di bawah ini:

34

Tabel 4. 1 Realisasi Energi Listrik PLTA Wlingi Berdasarkan Inflow Tahun 2019

Tanggal

Energi (MWh)

Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

1 329,06 720,10 691,17 777,29 730,68 316,01 276,01 270,95 353,52 203,42 153,76 238,81

2 366,36 787,33 644,32 808,32 481,19 362,90 270,51 292,52 285,86 197,76 179,53 241,69

3 255,54 873,42 802,70 859,59 567,42 357,09 268,87 281,65 275,00 253,32 155,14 257,37

4 409,84 678,47 678,56 836,27 478,25 322,46 279,22 438,83 268,66 208,27 221,57 272,83

5 297,81 558,19 706,80 857,85 438,66 380,74 293,93 161,73 266,32 129,32 212,31 251,15

6 391,07 478,51 788,26 831,47 598,91 320,98 312,56 249,97 259,41 198,57 151,71 341,68

7 301,14 634,59 1.037,28 851,98 676,02 324,75 356,89 277,26 281,41 140,29 145,39 345,99

8 314,93 515,12 800,00 875,69 725,00 313,64 317,40 281,54 291,48 132,33 156,30 425,00

9 304,53 900,82 636,95 871,05 434,75 323,05 272,69 263,64 274,78 148,33 155,82 246,10

10 275,18 627,85 627,46 913,94 415,06 305,72 230,85 263,41 274,90 137,05 217,87 259,78

11 281,09 845,05 295,08 840,14 377,03 309,91 311,38 262,44 273,59 156,33 162,06 302,53

12 472,33 829,80 324,38 849,04 438,77 317,22 264,50 268,87 261,32 199,30 156,76 433,35

35

Tanggal

Energi (MWh)

Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

13 583,65 837,95 684,67 898,36 410,39 313,21 246,32 285,14 274,69 170,98 143,63 299,93

14 470,23 492,20 666,13 874,12 405,79 386,18 284,97 280,66 269,20 136,75 149,95 217,50

15 497,82 509,88 487,11 778,74 405,77 349,59 281,97 324,00 276,75 195,90 175,77 341,14

16 788,81 673,36 779,12 891,41 452,65 471,62 310,30 327,27 271,36 203,73 165,89 406,83

17 704,98 814,67 882,52 767,45 379,19 267,07 311,42 278,47 257,16 154,47 160,96 430,74

18 1.033,49 820,46 872,74 725,00 331,18 249,42 257,89 272,89 257,35 157,64 192,72 317,82

19 768,99 587,29 957,80 665,42 315,04 254,04 239,87 258,22 258,61 164,94 179,86 315,61

20 490,20 840,70 991,08 675,94 319,04 262,68 259,32 305,64 233,86 151,21 150,38 291,69

21 505,05 782,39 948,20 785,25 314,87 277,04 435,02 232,36 268,43 152,34 163,09 256,62

22 749,82 838,67 1.041,88 573,90 329,14 275,48 295,03 293,76 552,96 147,18 156,38 255,21

23 700,42 762,22 1.055,48 651,30 328,99 357,99 274,81 294,79 241,67 160,35 149,35 240,75

24 998,78 934,87 945,08 632,89 317,14 248,82 288,90 374,46 236,09 151,12 222,47 232,27

36

Tanggal

Energi (MWh)

Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

25 1.033,97 845,51 872,79 617,84 291,56 227,87 286,63 309,46 232,51 150,48 155,79 253,90

26 927,64 794,85 837,23 482,16 358,06 274,87 285,78 368,57 228,05 147,38 159,90 253,81

27 491,16 803,23 819,50 442,99 347,21 268,79 281,53 351,78 204,91 142,36 168,26 377,47

28 524,54 725,84 803,53 584,08 379,67 281,42 276,56 361,00 203,73 121,20 189,41 548,39

29 392,40 0 804,27 810,95 341,68 262,47 279,19 368,13 228,72 141,20 240,72 466,10

30 557,60 0 778,92 770,97 413,32 292,37 307,44 365,77 192,85 150,79 231,57 349,14

31 828,77 0 808,48 0 345,51 0 255,80 280,59 0 154,75 0 421,77

Total 17.047,34 20.513,50 24.019,63 22.801,57 13.1487,09 9.275,55 8.913,71 9.245,92 8.055,30 5.059,22 5.224,46 9.893,13

37

Dari data energi yang dihasilkan per hari dalam kurun waktu satu tahun

berdasarkan debit air inflow tahun 2019 dalam MWh dapat

dikonversikanmenjadi GWh sehingga dapat diketahui jumlah energi yang

dihasilkan pada tahun 2019 yang dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut:

Tabel 4. 2 Energi Yang Direalisasikan Berdasarkan Inflow

Bulan Energi Yang Dihasilkan (GWh)

Januari 17,05

Februari 20,51

Maret 24,02

April 22,80

Mei 13,15

Juni 9,27

Juli 8,91

Agustus 9,24

September 8,05

Oktober 5,06

November 5,22

Desember 9,89

Total 153,17

Mengacu pada tabel 4.2 dapat dilihat grafik energi yang dihasilkan

PLTA Wlingi pada tahun 2019 berdasarkan debit inflow pada gambar 4.3.

berikut ini:

38

Gambar 4. 3 Grafik Realisasi Energi PLTA Wlingi Berdasarkan Debit Inflow

Mengacu pada hasil yang terdapat pada tabel 4.2. serta gambar 4.3.

dapat dilihat bahwa pada bulan Januari ke bulan Februari energi yang

dihasilkan meningkat sebesar 20,29%, pada bulan Februari ke Maret energi

yang dihasilkan meningkat juga sebesar 17,11%, sedangkan pada bulan

Maret ke bulan April mengalami penurunan energi yang dihasilkan sebesar

5,07%, pada bulan April ke bulan Mei juga mengalami penurunan energi yang

dihasilkan sebesar 42,32%, pada bulan Mei ke bulan Juni mengalami

penurunan sebesar 29,50%, pada bulan Juni ke bulan Juli mengalami

penurunan sebesar 3,88%, pada bulan Juli ke bulan Agustus mengalami

kenaikan energi yang dihasilkan kembali sebesar 3,70%, namun pada bula

Agustus ke bulan September mengalami penurunan kembali sebesar 12,87%,

pada bulan September ke bulan Oktober mengalami penurunan sebesar

37,14%, pada bulan Oktober ke bulan November kembali mengalami kenaikan

energi yang dihasilkan sebesar 3,16%, dan pada bulan November ke bulan

Desember mengalami kenaikan sebesar 89,46%. Pada bulan Januari hingga

bulan Maret dan bulan Agustus mengalami kenaikan energi yang dihasilkan,

hal itu dikarenakan pada bulan-bulan itu sudah masuk ke musim penghujan,

ataupun dikarenakan PLTA Sutami sedang beroperasi sehingga buangan air

dari bendungan PLTA Sutami membuat kenaikan debit inflow pada waduk

PLTA Wlingi.

17,0520,51

24,0222,80

13,15

9,278,919,248,055,065,22

9,89

0

5

10

15

20

25

30

ENERGI PLTA WLINGI BERDASARKAN DEBIT INFLOW

EN

ER

GI(G

Wh)

39

4.2.2 Produksi Energi Berdasarkan Debit Outflow

Sedangkan untuk produksi energi berdasarkan debit outflow, mengacu

pada persamaan 3.3 yaitu rumus daya yang dibangkitkan oleh PLTA lalu

dengan menggunakan perkalian setiap jam nya, dimana debit air yang

digunakan pada persamaan 3.3 tersebut adalah debit air outflow rata-rata

harian yang dapat dilihat pada lampiran D, dengan tinggi jatuh sebesar 22

meter dan effisiensi turbin sebesar 0,9 yang dapat dilihat pada lampiran B, dan

nilai massa jenis air 1000 Kg/m3 yang dapat dilihat di tabel 3.1 maka akan

didapatkan energi yang dihasilkan oleh pembangkit pada tahun 2019 dengan

satuan Mega Watt Hours (MWh).

Berikut merupakan perhitungan realisasi energi listrik pada tanggal 1

Januari 2019 dengan data-data yang diketahui adalah sebagai berikut:

ρ = 1000 kg/m3

g = 9,8 m/s2

Q = 54,29 m3/s

H = 22 m

ᶯ = 0,9

Dengan data-data demikian dapat dilakukan perhitungan daya listrik

yang dihasilkan PLTA Wlingi pada tanggal 1 Januari 2019 sebagai berikut:

P = ρ x g x Q x H x ᶯ

= 1000 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 54,29 m3/s x 22 m x 0,9

= 10.534.431,6 Watt

P = 10,53 MW

Setelah daya listrik yang dibangkitkan diketahui, selanjutnya dapat

dilakukan perhitungan untuk menghitung besar energi listrik yang dibangkitkan

pada tanggal 1 januari 2019 dengan rumus sebagai berikut:

40

E = P x 24 jam

= 10.534.431,6 Watt x 24 hours

= 252.826.358,4 Watthours

E = 252,82 MWh

Selanjutnya hasil perhitungan realisasi energi listrik berdasarkan debit

outflow bisa dilihat pada tabel 4.3. berikut:

41

Tabel 4. 3 Realisasi Energi Listrik PLTA Wlingi Berdasarkan Outflow Tahun 2019

Tanggal

Energi (MWh)

Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

1 252,82 668,05 623,44 733,42 672,33 263,04 201,45 196,24 274,41 149,66 129,25 207,88

2 282,71 753,34 583,85 733,15 423,58 253,37 187,83 176,45 223,70 162,12 149,96 204,25

3 171,44 782,89 731,90 797,30 465,75 275,18 197,44 210,30 238,22 173,05 124,05 214,82

4 313,09 590,65 590,56 762,19 445,95 300,64 211,08 210,30 217,09 159,02 176,60 247,54

5 222,31 488,91 646,51 778,53 407,18 290,60 227,09 152,39 191,84 141,57 178,93 201,55

6 308,60 402,23 692,30 780,79 544,25 244,15 250,03 159,93 193,91 139,48 119,74 295,88

7 216,26 569,42 997,44 771,29 606,97 228,32 288,99 185,06 229,84 105,82 118,51 321,50

8 241,76 444,46 709,07 822,60 678,69 241,82 248,40 203,02 247,20 89,60 113,61 364,14

9 224,73 826,68 583,63 816,30 352,07 243,51 206,18 196,47 243,64 94,98 125,47 197,32

10 211,34 563,45 569,38 822,81 368,16 239,44 175,15 183,88 213,98 111,34 168,52 199,76

42

Tanggal

Energi (MWh)

Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

11 202,93 802,06 0 771,09 320,08 225,86 206,18 204,35 227,87 132,99 107,34 241,79

12 388,69 742,28 0 766,79 354,77 235,12 199,40 179,32 208,64 145,76 134,84 392,25

13 494,27 764,76 218,03 856,81 358,86 263,72 187,55 215,72 212,81 123,49 97,55 256,44

14 401,71 392,64 584,70 816,16 326,97 299,51 204,52 230,56 211,58 118,26 89,13 183,56

15 437,38 442,68 445,64 704,44 361,39 288,44 214,43 261,00 240,59 150,70 155,39 281,83

16 719,72 606,53 669,14 799,59 382,19 330,63 205,95 237,04 222,29 159,15 125,31 376,03

17 494,75 768,00 817,74 740,74 298,15 212,39 245,39 203,47 213,58 114,83 109,86 375,70

18 868,11 731,14 816,97 634,78 262,67 180,96 224,72 200,18 213,51 118,60 154,02 286,71

19 687,85 545,19 855,99 601,69 230,60 180,38 161,30 197,63 213,31 113,58 156,99 274,65

20 390,43 738,64 956,95 624,50 256,40 187,40 167,05 226,62 207,26 122,96 113,18 237,49

21 412,18 737,78 862,60 732,32 230,41 191,00 329,50 196,44 213,39 112,96 131,21 166,16

43

Tanggal

Energi (MWh)

Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

22 710,74 760,49 918,33 518,66 254,22 194,56 224,18 193,14 474,89 111,48 111,24 189,98

23 567,52 698,46 954,67 543,80 259,74 291,76 227,77 225,82 223,80 119,32 117,23 176,59

24 910,79 834,40 914,00 593,98 252,63 183,63 228,41 302,88 182,20 146,51 155,79 181,39

25 990,35 824,51 807,39 533,46 256,44 167,34 210,48 267,18 175,36 107,25 126,98 242,02

26 831,89 695,65 805,05 413,60 230,62 157,60 219,23 327,35 186,68 106,36 116,56 208,86

27 404,11 730,29 762,24 390,38 266,24 197,98 209,22 291,54 149,53 102,52 153,92 310,99

28 469,34 677,38 729,28 521,28 308,10 207,58 207,35 292,45 150,34 104,89 148,87 506,81

29 283,96 0 739,61 734,54 278,50 201,46 207,04 284,64 198,86 101,64 175,87 406,72

30 492,64 0 703,94 709,33 369,58 208,21 234,79 301,58 170,01 106,58 181,06 314,35

31 756,44 0 743,51 0 261,52 0 197,20 229,59 0 109,01 0 353,47

Total 14.361,01 18.583,07 21.583,07 20.034,02 11.085,14 6.985,75 6.705,44 7.091,97 6.570,52 3.855,64 4.067,15 8.418,56

44

Dari data energi yang dihasilkan per hari dalam kurun waktu satu tahun

berdasarkan debit air outflow tahun 2019 dalam MWh dapat dikonversikan

menjadi GWh sehingga dapat diketahui jumlah energi yang dihasilkan pada

tahun 2019 yang ditampilkan pada tabel 4.4 di bawah ini:

Tabel 4. 4 Energi Yang Direalisasikan Berdasarkan Outflow

Bulan Energi Yang Dihasilkan (GWh)

Januari 14,36

Februari 18,58

Maret 21,03

April 20,83

Mei 11,08

Juni 6,98

Juli 6,70

Agustus 7,09

September 6,57

Oktober 3,85

November 4,07

Desember 8,42

Total 129,56

Mengacu pada tabel 4.4 dapat dilihat grafik energi yang dihasilkan

PLTA Wlingi pada tahun 2019 berdasarkan debit outflow pada gambar 4.4.

berikut ini:

45

Gambar 4. 4 Grafik Realisasi Energi PLTA Wlingi Berdasarkan Debit Outflow

Pada dasarnya produksi energi tenaga listrik menggunakan debit

outflow sebenarnya mengikuti dari debit inflow yang masuk ke waduk. Hal ini

dapat dibuktikan bila gambar 4.3. dan gambar 4.4. dibandingkan, maka akan

mendapatkan hasil yang sama yaitu pada bulan Januari hingga bulan Maret

produksi energi tenaga listrik mengalami kenaikan, lalu pada bulan April

hingga bulan Juli produksi energi tenaga listrik mengalami penurunan, sempat

naik kembali pada bulan Agustus, lalu mengalami penurunan kembali pada

bulan September hingga bulan Oktober, dan pada akhirnya di bulan November

dan Desember produksi energi tenaga listriknya kembali mengalami kenaikan.

Mengacu pada hasil yang terdapat pada tabel 4.3. dan pada gambar

4.4. dapat dilihat bahwa pada bulan Januari ke bulan Februari energi yang

dihasilkan meningkat sebesar 29,38%, pada bulan Februari ke Maret energi

yang dihasilkan meningkat juga sebesar 13,18%, sedangkan pada bulan

Maret ke bulan April mengalami penurunan energi yang dihasilkan sebesar

0,95%, pada bulan April ke bulan Mei juga mengalami penurunan energi yang

dihasilkan sebesar 46,80%, pada bulan Mei ke bulan Juni mengalami

penurunan sebesar 37%, pada bulan Juni ke bulan Juli mengalami penurunan

sebesar 4,01%, pada bulan Juli ke bulan Agustus mengalami kenaikan energi

yang dihasilkan kembali sebesar 5,82%, namun pada bula Agustus ke bulan

September mengalami penurunan kembali sebesar 7,33%, pada bulan

14,36

18,5821,03 20,83

11,08

6,986,707,09

6,573,854,07

8,42

0

5

10

15

20

25

ENERGI PLTA WLINGI BERDASARKAN DEBIT OUTFLOW TAHUN 2019

EN

ER

GI(G

Wh)

46

September ke bulan Oktober mengalami penurunan sebesar 41,4%, pada

bulan Oktober ke bulan November kembali mengalami kenaikan energi yang

dihasilkan sebesar 5,71%, dan pada bulan November ke bulan Desember

mengalami kenaikan sebesar 106,87%.

4.2.3 Energi Listrik Yang Tersimpan

Mengacu dari hasil perhitungan energi yang dibangkitkan oleh PLTA

Wlingi berdasarkan debit inflow dan debit outflow pada tabel 4.2. dan tabel 4.4.

maka dapat diketahui jumlah energi yang tersimpan dengan menggunakan

rumus berikut untuk perhitungannya:

Energi tersimpan = Energi berdasarkan inflow – Energi berdasarkan outflow

Sumber : (Anindita, 2019, hal. 49)

Berikut ini merupakan perhitungan energi yang tersimpan pada bulan

Januari tahun 2019:

Energi tersimpan = Energi berdasarkan inflow – Energi berdasarkan outflow

= 17,05 GWh – 14,36 GWh

Energi tersimpan = 2,69 GWh

Maka hasil dari perhitungan energi yang tersimpan pada tahun 2019 dapat

dilihat pada tabel 4.5 berikut ini:

Tabel 4. 5 Energi Yang Tersimpan

Bulan

Energi Yang Dihasilkan (GWh)

Inflow Outflow Tersimpan

Januari 17,05 14,36 2,69

Februari 20,51 18,58 1,93

Maret 24,02 21,03 2,99

47

Bulan

Energi(GWh)

Inflow Outflow Tersimpan

April 22,80 20,83 1,97

Mei 13,15 11,08 2,07

Juni 9,27 6,98 2,29

Juli 8,91 6,70 2,21

Agustus 9,24 7,09 2,15

September 8,05 6,57 1,48

Oktober 5,06 3,85 1,21

November 5,22 4,07 1,15

Desember 9,89 8,42 1,47

Dari hasil perhitungan energi yang tersimpan pada tabel 4.5.

didapatkan grafik sebagai berikut:

Gambar 4. 5 Grafik Energi Yang Tersimpan

2,69

1,93

2,99

1,97 2,07

2,292,21 2,15

1,481,211,15

1,47

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

Energi Yang Tersimpan

EN

ER

GI(G

Wh)

48

Semakin besar nilai energi yang tersimpan menandakan bahwa energi

listrik yang dihasilkan tidak sebanding dengan debit inflow yang masuk ke

waduk. Dari grafik gambar 4.5. bulan Maret menyimpan energi listrik yang

paling besar yaitu 2,99 GWh dibandingkan pada bulan yang lainnya.

4.2.4 Pengaruh Nilai Debit Air Terhadap Energi Yang Dihasilkan

Pada produksi energi tenaga listrik PLTA, debit yang digunakan untuk

membangkitkan listrik adalah debit air outflow. Berdasarkan dari hasil

perhitungan energi tahun 2019 pada tabel 4.3. dapat dikonversikan menjadi

nilai debit air outflow yang ditampilan di bawah ini:

Tabel 4. 6 Pengaruh Debit Air Outflow Terhadap Energi

Bulan Energi (GWh) Outflow (m3/s)

Januari 14,36 99,48

Februari 18,58 128,72

Maret 21,03 145,70

April 20,83 144,26

Mei 11,08 76,79

Juni 6,98 48,39

Juli 6,70 46,45

Agustus 7,09 49,13

September 6,57 45,51

Oktober 3,85 26,71

November 4,07 28,17

Desember 8,42 58,31

Total 129,56 897,62

49

Dari tabel 4.6. tersebut dapat dilakukan perhitungan untuk

membuktikan seberapa berpengaruh debit outflow terhadap produksi energi

listrik PLTA Wlingi dengan menggunakan pendekatan regresi linier sederhana

dengan rekapan data sebagai berikut:

Tabel 4.7 Rekap Data Tahun 2019

Total rata-rata debit outflow tahun

2019 (x)

897,62

Total realisasi energi listrik tahun

2019 (y)

129,56

x2 88.292,391

y2 1839,669

Xy 12.744,755

(x)2 805.721,664

(y)2 16.785,793

N 12

Variabel independen (k) 1

Persamaan regresi linier:

Y = a + bx

(Nafidah, 2015, hal. 73)

dengan nilai a adalah sebagai berikut:

a = (y)(x2) − (x)(xy)

n(x2) − (x)2

= 1839,669 𝑥 88.292,391 − 897,62 x 12.744,755

12 x 88.292,391 − 805.721,664

a = −0,003

50

dan nilai b adalah sebagai berikut:

b = n(xy) − (x)(y)

n(x2) − (x)2

= 12 x 12.744,755 − 897,62 x 129,56

12 x 88.292,391 − 805.721,664

b = 0,104

maka didapatkan fungsi regresi linier adalah sebagai berikut:

y’ = a + bx

y’ = -0,003 + 0,104x

Setelah didapatkan fungsi linier, selanjutnya masuk ke tahap pengujian

signifikansi fungsi linier tersebut untuk mengetahui apakah fungsi linier

tersebut bisa digunakan atau tidak dengan menggunakan metode uji F yaitu

sebagai berikut:

Hipotesis : - Ho = x (outflow) tidak berpengaruh terhadap y (energi listrik)

- Ha = x (outflow) berpengaruh terhadap y (energi listrik)

Dengan : Ha diterima: Fhitung ≥ Ftabel

Ho diterima: Fhitung < Ftabel

Selanjutya adalah mencari nilai dari Fhitung dengan beberapa langkah yaitu:

1. Menghitung jumlah kuadrat xy dengan rumus:

JKxy = xy − x . y

N

= 12.744,755 − 897,62 x 129,56

12

JKxy = 3053,451

51

2. Mengitung jumlah kuadrat total dengan rumus:

JKy = y2 − (y)2

N

= 1839,669 − 16785,793

12

JKy = 440,852

3. Menghitung jumlah kuadrat regresi dengan rumus:

JKreg = b(JKxy)

= 0,104(3053,451)

JKreg = 317,558

4. Mengitung jumlah kuadrat residu dengan rumus:

JKres = JKy − Jkreg

= 440,842 − 317,558

JKres = 123,294

5. Mencari Fhitung dengan rumus:

Fhit =

JKregk

⁄

JKres(N − k − 1)⁄

=

317,5581⁄

123,294(12 − 1 − 1)⁄

Fhit = 25,756

52

6. Mencari Ftabel dengan cara menentukan N2 dan N1 dengan rumus:

N2 = n − K N1 = K − 1

= 12 − 2 = 2 − 1

N2 = 10 N1 = 1

Ftabel = 4,96

Dimana n adalah banyaknya data dan K adalah jumlah variabel bebas

dan terikat (x dan y) yaitu dua. Setelah ditemukan nilai N1 dan N2 langkah

selanjutnya adalah mencari Ftabel. Ftabel dapat ditemukan pada tabel

persentase distribusi F untuk probabilita yang terletak pada lampiran F dengan

mengacu pada nilai N1 adalah 1 dan nilai N2 adalah 10, maka didapatkan nilai

Ftabel adalah 4,96.

Dari hasil perhitungan dapat dilihat bahwa nilai Fhitung adalah 25,756 dan

nilai Ftabel adalah 4,96. Hal ini dapat disimpulkan bahwa nilai x berpengaruh

terhadap nilai y atau nilai debit outflow berpengaruh terhadap energi listrik

yang dihasilkan PLTA Wlingi.

Untuk mengetahui seberapa besar hubungan (korelasi) antara debit

outflow terhadap energi listrik yang dibangkitkan oleh PLTA Wlingi dapat

dihitung dengan menggunakan rumus Pearson Product Moment yaitu sebagai

berikut:

rxy = 𝑛(𝑥𝑦)−(𝑥)(𝑦)

√[𝑛(𝑥2)−(𝑥)2][𝑛(𝑦2)−(𝑦)2 (Nafidah, 2015, hal. 33)

= 12 𝑥 12.744,755 −897,62 𝑥 129,56

√[12 𝑥 88.292,391−805.721,664][12 𝑥 1839,669 −16.785,793]

rxy = 0,99

Setelah dilakukan perhitungan korelasi antara debit air dan energi listrik yang

dihasilkan dapat diinterpretasikan dengan tabel dibawah ini:

53

Tabel 4.8 Interpretasi Koefisien Korelasi Nilai R

Interval Koefisien Tingkat Hubungan

0,80 – 1,000 Sangat Kuat

0,60 – 0,799 Kuat

0,40 – 0,599 Sedang

0,20 – 0,399 Rendah

0,00 – 0,199 Sangat Rendah

(Nafidah, 2015, hal. 39)

Setelah hasil perhitungan korelasi diinterpretasikan terhadap tabel 4.8 dapat

dilihat bahwa hasil perhitungan korelasi dengan nilai 0,99 berada pada zona

sangat kuat, sehingga dapat dibuktikan bahwa debit outflow memiliki

hubungan yang sangat kuat terhadap energi listrik yang dihasilkan oleh PLTA

Wlingi.

Tabel 4.9 Hasil Uji Korelasi Debit Outflow Terhadap Energi Listrik

Model Summary

Model R R Square

Adjusted R

Square

Std. Error of the

Estimate

1 1.000a 1.000 1.000 .00378

a. Predictors: (Constant), Debit Outflow

Tabel 4.9 di atas merupakan hasil uji korelasi antara debit outflow terhadap

energi listrik yang dihasilkan dengan menggunakan aplikasi Statistical Product

and Service Solutions (SPSS) dimana hasil korelasinya adalah 1,000.

54

Gambar 4. 6 Pengaruh Debit Air Outflow Terhadap Energi

Berdasarkan gambar 4.6. bahwa energi dibangkitkan dipengaruhi oleh

jumlah debit outflownya. Di mana pada grafik dapat dilihat bahwa energi yang

dihasilkan paling besar pada bulan Maret yaitu sebesar 21,03 GWh dengan

debit air yang digunakan untuk membangkitkan energi sebesar 145,70 m3/s,

dan untuk energi yang dihasilkan paling kecil terjadi pada bulan Oktober yaitu

sebesar 3,85 GWh dengan debit air yang digunakan untuk membangkitkan

energi sebesar 26,71 m3/s.

4.2.5 Pengaruh Debit Inflow dan Debit Outflow Terhadap Duga Muka

Air

Pada proses pembangkitan energi listrik pada PLTA jenis waduk ada

hal lain yang perlu diperhatikan yaitu duga muka air (DMA) pada waduk. Di

mana waduk Wlingi sendiri memiliki nilai muka air banjir (FWL) adalah sebesar

164,50 meter, sedangkan untuk nilai muka air terendah (LWL) adalah sebesar

163 meter. Jadi Untuk kondisi operasi pembangkitan normal elevasi waduk

harus berada antara 163 meter sampai dengan 164,50 meter. Pengaruh dari

debit inflow dan debit outflow terhadap nilai DMA disajikan pada tabel 4.10

berikut:

14,3618,5821,0320,8311,086,98 6,7 7,09 6,57 3,85 4,07 8,42

99,48

128,72145,7144,26

76,7948,39

46,4549,13

45,5126,7128,17

58,31

0

50

100

150

200

Pengaruh Debit Air Outflow Terhadap Energi

Energi Output (GWh) Debit Outflow (m3/s)

55

Tabel 4. 10 Data Debit Inflow, Debit Outflow, dan Elevasi Waduk Tahun 2019

Bulan

Rata-rata

Debit Inflow

(m3/s)

Debit Outflow

(m3/s)

Elevasi Waduk

(m)

Januari 118,08 99,48 163,33

Februari 142,09 128,72 163,27

Maret 166,38 145,70 162,60

April 157,94 144,26 163,16

Mei 91,07 76,79 163,31

Juni 64,25 48,39 163,33

Juli 61,74 46,45 163,33

Agustus 64,05 49,13 163,36

September 55,80 45,51 163,37

Oktober 35,04 26,71 163,37

November 36,19 28,17 163,45

Desember 68,53 58,31 163,39

Rata-rata 88,43 74,80 163,27

Dari hasil pada tabel 4.10 dapat ditampilkan dalam bentuk grafik

mengenai nilai elevasi waduk dalam meter yang mengacu pada nilai dari debit

air inflow dan nilai dari debit air outflow yang dapat dilihat pada gambar 4.7.

berikut ini:

56

Gambar 4. 7 Elevasi Mengacu Pada Debit Inflow dan Outflow

Dari grafik yang ditampilkan dapat dilihat bahwa elevasi waduk Wlingi

tertinggi terjadi pada bulan November 2019 dengan nilai 163,45 meter,

sementara itu untuk elevasi waduk Wlingi terendahnya terjadi pada bulan

Maret 2019 dengan nilai 162,6 meter. Pada musim kemarau PLTA Wlingi

cenderung beroperasi pada malam hari saja, hal ini dikarenakan untuk

memenuhi beban puncal, bahkan bisa tidak beroperasi sama sekali untuk

mendapatkan nilai level elevasi normal. Sedangkan pada musim penghujan

PLTA Wlingi dapat beroperasi selama 24 jam, hal ini dikarenakan level elevasi

waduk mencukupi untuk dilakukannya operasi pembangkitan listrik.

Pada bulan Maret level elevasi air berada dibawah nilai muka air

terendah waduk, hal ini dikarenakan pada saat itu masuk ke dalam musim

penghujan jadi PLTA Wlingi beroperasi secara penuh sehingga volume air

yang digunakan untuk pembangkitan energi listrik jumlahnya besar, dan

kebutuhan air untuk lainnya seperti irigasi juga besar. hal ini dapat dilihat pada

tabel 4.6. dan energi yang dihasilkan pada bulan Maret juga menjadi energi

yang dihasilkan terbesar yang dapat dilihat pada gambar 4.4.

4.2.6 Produksi Energi Listrik PLTA Wlingi Tahun Sebelumnya (2011-

2019)

Bergantung pada keadaan musim dalam tahun tersebut, produksi

energi listrik yang dibangkitkan oleh PLTA Wlingi cenderung mengalami

perubahan tiap tahunnya, hal ini dikarenakan keadaan musim pada suatu

163,33163,27

162,6

163,16163,31

163,33

163,33

163,36

163,37

163,37163,45

163,39

162

162,2

162,4

162,6

162,8

163

163,2

163,4

163,6

Ele

va

si

Wa

du

k (

m)

Elevasi Mengacu Pada Debit Inflow dan Outflow

57

tahun itu berpengaruh pada jumlah air yang akan digunakan untuk proses

produksi energi listrik. Berikut penulis tampilkan data produksi energi listrik

PLTA Wlingi kurung waktu 9 tahun dimulai dari tahun 2011 sampai dengan

2019 yang dapat dilihat pada tabel 4.11 berikut ini:

Tabel 4. 11 Produksi Listrik PLTA Wlingi Periode 2011 – 2019

Tahun Jumlah Produksi (GWh)

2011 170,03

2012 155,02

2013 186,52

2014 137,75

2015 133,75

2016 251,42

2017 210,85

2018 193,87

2019 124,05

Sumber : - (Lukas, Rohi, & Tumbelaka, 2017, hal. 22)

- (PJB, 2018, hal. 27)

Dari tabel 4.11 di atas nilai produksi energi listrik pada tahun 2011

hingga 2019 akan disajikan dalam bentuk grafik yang dapat dilihat pada

gambar 4.8. di bawah ini:

58

Gambar 4. 8 Produksi Listrik PLTA Wlingi Periode 2011 – 2019

Dari grafik dapat dilihat bahwa pada tahun 2011 ke tahun 2012 PLTA

Wlingi mengalami penurunan produksi energi listrik sebesar 15,01 GWh,

sementara pada tahun 2012 ke tahun 2013 PLTA Wlingi mengalami kenaikan

produksi energi listrik sebesar 31,5 GWh, lalu PLTA Wlingi kembali mengalami

penurunan 2 tahun berturut-turut yaitu pada tahun 2013 ke tahun 2014

mengalami penurunan produksi energi sebesar 48,77 GWh dan pada tahun

2014 ke tahun 2015 mengalami penurunan produksi energi sebesar 4 GWh,

sementara pada tahun 2015 ke 2016 produksi energi listrik PLTA Wlingi

mengalami kenaikan yang signifikan yaitu sebesar 117,67 GWh, namun pada

tahun 2017 kembali mengalami penurunan nilai produksi energi listrik lagi

sebesar 40,57 GWh, demikian pula halnya pada tahun 2018 mengalami

penurunan nilai produksi energi listrik sebesar 16,98 GWh, dan penurunan

terus berlanjut sampai pada tahun 2019 dimana pada tahun 2019 mengalami

penurunan produksi energi listrik sebesar 69,82 GWh. Dalam kurun waktu 9

tahun tersebut produksi energi listrik tertinggi terjadi pada tahun 2016 yaitu

sebesar 251,42 GWh sementara produksi energi listrik PLTA Wlingi terkecil

terendah terjadi pada tahun 2019 124,05 GWh.

4.2.7 Prediksi Elevasi Waduk dan Debit Air Outflow Pada Tahun 2020

Prediksi disini mengacu pada kecenderungan data historikal pada

tahun 2019 (tabel 4.10) yang nantinya akan dilakukan perhitungan dengan

170,03155,02

186,52

137,75

133,75

251,42

210,85193,87

124,05

0

50

100

150

200

250

300

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

En

erg

i (G

Wh

)

Produksi Listrik PLTA Wlingi Periode 2011-2019

59

menggunakan aplikasi microsoft excel dengan melihat trend nya. Hasil dari

prediksi dengan tersebut dapat dilihat pada tabel 4.12 berikut ini:

Tabel 4. 12 Prediksi Rata-rata Nilai Elevasi Waduk dan Debit Air Outflow Pada Tahun 2020

Bulan Debit Outflow (m3/s) Elevasi Waduk (m)

Januari 99,73 163,47

Februari 116,71 163,50

Maret 133,42 163,53

April 109,63 163,56

Mei 94,16 163,59

Juni 76,27 163,62

Juli 54,32 163,66

Agustus 35,37 163,69

September 58,52 163,72

Oktober 69,50 163,75

November 84,61 163,78

Desember 97,46 163,81

Rata-rata 85,80 163,64

Dari hasil prediksi rata-rata elevasi waduk dan debit outflow untuk tahun

2020 pada tabel 4.12 dapat ditampilkan dalam bentuk grafik seperti pada

gambar 4.9. berikut ini:

60

Gambar 4. 9 Prediksi Debit Outflow PLTA Wlingi Tahun 2020

Pada prediksi ini menggunakan metode asumsi pendekatan terhadap

nilai debit outflow dan nilai elevasi waduk yang terjadi pada tahun 2019, hal ini

dikarenakan penulis memiliki kekurangan data terkait debit outflow dan elevasi

waduk kurun waktu 2011 hingga 2019. Dengan hasil prediksi debit outflow

PLTA Wlingi tahun 2020 yang dapat dilihat pada gambar 4.9 dimana prediksi

debit outflow tertinggi terjadi pada bulan Maret dengan nilai 133,42 m3/s dan

debit outflow terendah terjadi pada bulan Agustus 33,78 m3/s.

4.2.8. Prediksi Produksi Energi Listrik PLTA Wlingi Tahun 2020

Menindaklanjuti hasil dari prediksi dengan menggunakan asumsi

pendekatan pada nilai elevasi waduk dan debit outflow tahun 2020 pada tabel

4.12, untuk prediksi produksi energi listrik pada tahun 2020 mengacu pada

persamaan 3.3 yaitu rumus daya yang dibangkitkan oleh PLTA lalu dengan

menggunakan perkalian jumlah jam di setiap bulannya, dengan

mempertimbangkan bahwa tahun 2020 masuk kedalam tahun kabisat

sehingga pada bulan Februari terdiri dari 29 hari. Debit air yang digunakan

pada persamaan 3.3 tersebut adalah prediksi debit air outflow rata-rata setiap

bulannya yang ditampilkan di tabel 4.12, dengan tinggi jatuh sebesar 22 meter

dan effisiensi turbin sebesar 0,9 yang dapat dilihat pada lampiran B, dan dan

nilai massa jenis air 1000 Kg/m3 yang dapat dilihat di tabel 3.1 maka prediksi

99,73116,71

133,42

109,6394,16

76,27

54,32

35,37

58,5269,5

84,6197,46

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Deb

it O

utf

low

(m

3/s

)

Prediksi Debit Outflow PLTA Tahun 2020

61

energi listrik yang dihasilkan oleh PLTA Wlingi pada tahun 2020 dengan

menggunakan satuan Giga Watt Hours (GWh).

Berikut merupakan perhitungan prediksi energi listrik pada bulan

Januari 2020 dengan data-data yang diketahui adalah sebagai berikut:

ρ = 1000 kg/m3

g = 9,8 m/s2

Q = 99,73 m3/s

H = 22 m

ᶯ = 0,9

Jam = 744 hours

Dengan data-data demikian dapat dilakukan perhitungan prediksi

energi listrik yang dihasilkan PLTA Wlingi pada bulan Januari 2020 sebagai

berikut:

E = P x jam

= ρ x g x Q x H x ᶯ x jam

= 1000 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 99,73 m3/s x 22 m x 0,9 x 744 hours

= 14397597244,80 Watthours

E = 14,39 GWh

Selanjutnya hasil perhitungan prediksi energi listrik dapat dilihat pada

pada tabel 4.13 berikut ini:

Tabel 4.13 Prediksi Produksi Energi Listrik PLTA Wlingi Tahun 2020

Bulan Debit Outflow (m3/s) Energi (GWh)

Januari 99,73 14,39

Februari 116,71 15,76

Maret 133,42 19,26

April 109,63 15,32

Mei 94,16 13,60

Juni 76,27 10,66

62

Bulan Debit Outflow (m3/s) Energi (GWh)

Juli 54,32 7,84

Agustus 35,37 5,1

September 58,52 8,18

Oktober 69,5 10,03

November 84,61 11,82

Desember 97,46 14,07

Total 146,03

Prediksi produksi energi listrik untuk tahun 2020 dapat dilakukan

dengan mengacu pada produksi energi tahun-tahun sebelumnya. Dari hasil

produksi tahun-tahun sebelumnya dapat dilihat kecenderungan produksi

energi listriknya, dimana kecenderungan tersebut nantinya dapat disajikan

dalam bentuk kurva yang dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 4. 10 Trend Produksi Energi Tenaga Listrik PLTA Wlingi

Persamaan yang tercantum pada gambar merupakan persamaan

polinomial yang didapatkan menggunakan historikal data produksi dari tahun

2011 sampai dengan 2019 dengan menggunakan aplikasi microsoft excel.

Dari persamaan polinomial tersebut dapat dilakukan perhitungan prediksi

170,03155,02

186,52

137,75133,75

251,42

210,85193,87

124,05

y = -1,9409x2 + 20,992x + 130,2

0

50

100

150

200

250

300

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

En

erg

i (G

Wh

)

Kecenderungan Produksi Energi Listrik PLTA Wlingi

63

produksi energi listrik di PLTA Wlingi untuk tahun 2020 dengan perhitungan

sebagai berikut.

y = -1,9409(x2) + 20,992(x) +130,2

y = -1,9409(102) + 20,992(10) + 130,2

y = 146,03

Dari hasil perhitungan tersebut menunjukkan bahwa pada tahun 2020

prediksi produksi energi listrik PLTA Wlingi mengalami peningkatan menjadi

146,03 GWh dari tahun sebelumnya. Hal ini berbanding lurus dengan prediksi

ramalan cuaca pada tahun 2020 dari BMKG yang menyebutkan bahwa tahun

2020 tidak sekering tahun 2019, dan pada tahun 2020 juga menurut ramalan

dari BMKG daerah sekitar PLTA Wlingi tidak mengalami pergeseran musim

kemarau seperti yang terjadi pada tahun 2019. Hal ini berimbas pada debit

inflow dan outflow mengalami kenaikan dan selanjutnya akan berimbas pada

produksi energi listrik PLTA Wlingi juga mengalami kenaikan nilai, seperti yang

sudah dibuktikan pada korelasi antara debit dan energi yang dihasilkan oleh

PLTA pada point di atas.

64

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian penulis dengan judul “PENGARUH VARIASI MUSIM

TERHADAP PRODUKSI ENERGI TENAGA LISTRIK PLTA WLINGI 54 MW”

dapat ditarik beberapa kesimpulan yakni sebagai berikut:

1. Produksi energi listrik yang dihasilkan oleh PLTA Wlingi per satu bulan

pada tahun 2019 mengalami kenaikan dan penurunan karena nilai debit

air yang digunakan untuk pembangkitan energi listrik juga mengalami

kenaikan dan penurunan. Sesuai hasil uji korelasi antara debit air dan

energi listrik menyebutkan bahwa debit air sangat berpengaruh kepada

energi listrik yang diproduksi oleh PLTA.

2. Kondisi musim berpengaruh terhadap produksi energi listrik pada PLTA

Wlingi karena kondisi musim berpengaruh langsung terhadap nilai debit

air dan nilai debit air akan mempengaruhi nilai produksi energi listrik yang

dibangkitkan oleh PLTA.

3. Realisasi energi listrik yang dihasilkan oleh PLTA Wlingi dalam kurun

waktu 9 tahun kebelakang mengalami kenaikan dan penurunan karena

trend musim pada setiap tahunnya berbeda-beda. Pada tahun 2011

sampai dengan tahun 2015 masuk kedalam tahun kering, tahun 2016 dan

2017 masuk kedalam tahun normal, dan untuk tahun 2018 dan 2019

masuk kedalam tahun kering.

4. Berdasarkan hasil perhitungan prakiraan produksi energi listrik PLTA

Wlingi pada tahun 2020 mengalami peningkatan produksi energi listrik dari

tiga tahun sebelumnya menjadi 146,03 GWh.

5.2 Saran

Penulis memiliki beberapa saran untuk para peneliti yang ingin melakukan

penelitian terkait dengan “PENGARUH VARIASI MUSIM TERHADAP

PRODUKSI ENERGI TENAGA LISTRIK PLTA WLINGI 54 MW” yaitu sebagai

berikut:

1. Memantau dan memastikan secara continue seluruh peralatan yang

menunjang dalam proses produksi energi listrik PLTA Wlingi berada

65

dalam kondisi normal dengan cara melakukan pemeliharaan, baik

peralatan utama maupun peralatan bantu.

2. Dalam perencanaan tahun-tahun berikutnya akan lebih baik bila didukung

dengan data penunjang yang ada pada tahun sebelumnya untuk

dilakukan perbandingan supaya hasil dari prediksi menjadi lebih akurat.

3. Menjaga kondisi elevasi waduk dalam keadaan normal yakni berkisar

antara 163 meter sampai dengan 164,5 meter, mengingat waduk Wlingi

termasuk ke dalam waduk multi purpose yang kebutuhannya tidak hanya

digunakan untuk proses produksi energi listrik saja.

66

DAFTAR PUSTAKA

Anindita, D.I. 2019. Kajian Produksi Energi Tenaga Listrik PLTA Mrica 180,90

MW Sesuai Dengan Variasi Musim Periode Satu Tahun. Jakarta: Sekolah

Tinggi Teknik – PLN

Arismunandar, A., & Kuwahara, S. 2004. Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik

Jilid I. Jakarta: PT. Pradnya Paramita

Hamdudu, B., & Killingtveit, A. 2012. Assesing Climate Change Impact on Global

hydropower. Energies 5: 305-322

Kartika, E. 2009. Alat Ukur Massa Jenis Zat Cair Dengan Menggunakan Metode

MOHR. Depok: Universitas Indonesia

Kurniawati, R. (2017). Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro (PLTM)

Kerambil 2x1500 Kw di Sungai Batang Bayang, Desa Muara Air, Kec.

Bayang Utara, Kab. Pesisir Selatan. Padang: Universitas Andalas.

Lukas., Rohi, D., & Tumbaleka, H.H. 2017. Studi Kinerja Pembangkit Listrik

Tenaga Air (PLTA) di Daerah Aliran Sungai (DAS) Brantas. Jurnal Teknik

Elektro. 10(1) ISSN 1411-870X

Mafrudin., Irawan. D. 2014. Pembuatan Turbin Mikrohidro Tipe Cross-Flow

Sebagai Pembangkit Listrik Di Desa Bumi Nabung Timur. Jurnal Teknik

Mesin. 3(2) ISSN 2301-6663

Marlina, Yuni. 2017. Evaluasi Produksi Energi Listrik PLTA Saguling

Menggunakan Weap. Bogor: Institut Pertanian Bogor

Nafidah, Nurun. 2015. Pengaruh Kinerja Pustakawan Terhadap Kepuasan

Pemustaka Pada Perpustakaan Universitas Indonesia. Jakarta:

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah

PT. PJB. (2018). Statistik Perusahaan 2014-2018. Surabaya: PJB

Sarayar, D.S. 2017. Pengaruh Ketidakstabilan Debit Air Dan Curah Hujan Pada

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Pejengkolan Terhadap Produktifitas

Energi Listrik Yang Dihasilkan. Semarang: Universitas Negeri Semarang

Soetopo, W. 2010. Operasi Waduk Tunggal. Malang : CV. Asrori Malang

67

Winasis., Prasetijo, H., & Setia, G.A. 2013. Optimasi Operasi Pembangkit Listrik

Tenaga Air (PLTA) Menggunakan Linier Programming Dengan Batasan

Ketersediaan Air. Dinamika Rekayasa. 9(2) ISSN 1858-3075

Windarti, M. 2014. Potensi Debit Air Bendung Tegal Untuk Pembangkit Listrik

Tenaga Mikrohidro (PLTMH) Dan Irigasi Di Desa Kebonagung Dan Desa

Sriharjo Kecamatan Imogiri Kabupaten Bantul. Yogyakarta: Universitas

Negeri Yogyakarta

68

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Data Personal Nomor Induk Mahasiswa : 201611236 Nama : Margono Tempat/Tanggal Lahir : Klaten, 16 Juni 1998 Jenis Kelamin : Laki-laki Status : Belum Menikah Program Studi : S1 Teknik Elektro Alamat : Perum. Wahana Pondok Gede RT 12 RW 05

Kecamatan Jatiasih, Bekasi, Jawa Barat Telp/HP : 085603364387 Email : forzamargono@gmail.com Pendidikan

Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun Lulus

TK Al-Musanifiah - 2004

SD Al-Musanifiah - 2010

SMP SMP Negeri 194 Jakarta - 2013

SMA SMA Negeri 100 Jakarta IPA 2016

Demikianlah daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya Jakarta, 25 Juli 2020

(Margono)

69

LAMPIRAN A

70

Tabel B.1. Data Teknik Waduk Wlingi

Jenis Multi purpose

Daerah aliran sungai 2.890,00 Km2

Luas daerah terendam 380 Km2

Muka air banjir (FWL) +164,50 m

Muka air terendah (LWL) +163,00 m

Daya tampung bruto 24.000.000 m3

Daya tampung netto 5.200.000 m3

Debit masuk rata-rata 109,10 m3/s

Debit banjir perencanaan 2.800,00 m3/s

Tabel B.2. Data Bendungan PLTA Wlingi

Tipe Gabungan zone fill dan earth fill

Elevasi puncak +167,00 m

Elevasi dasar sungai +139,00 m

Panjang puncak 735,00 m

Volume timbunan 820.000,00 m3

Lebar puncak 8,00 m

71

Tabel B.3. Data Intake Gate

Elevasi puncak mercu +156,50 m

Lebar pintu 4 @ 9,50 x 38,00 m

Saringan (Trash rack) 4 @ 9,50 x 10,5 m

Pintu (Roller Gate) 4 @ 9,50 x 10,5 m

Pipa pesat (dua jalur) 6,80 m

Tabel B.4. Data Tail Race PLTA Wlingi

Tipe Tapesoid Concrete Open Canel

Ketinggian +127,50 m sampai +139,00 m

Muka air ketinggian +140,40 m (149,00 m/s)

Jenis pintu Pintu geser

Lebar pintu 6,29 m

Tinggi pintu 6,64 m

Bahan pintu SM 50 A ; SS 41

Berat pintu 19,5 ton

Jumlah rangka pintu 4 set

Jumlah pintu 2 set

72

Tabel B.5. Data Teknik Turbin PLTA Wlingi

Tipe VK-IRS (Vertikal Kaplan)

Merk Toshiba

Nomor seri 3600896

Rate speed 143 rpm

Guide vane 20 buah

Runner blade 5 buah

Center turbin level El. 137.000 m

Tabel B.6. Desain Kondisi Ketinggian Turbin PLTA Wlingi

Tinggi Efektif (m) Debit (m3/s) Output (kW)

Head max 27,7 139 27800

Head design 22 144 27800

Head min 20,6 157,7 27800

Tabel B.7. Effisiensi Turbin PLTA Wlingi

Tinggi Efektif

(m)

Output (kW)

100%

27800

80%

22240

60%

16680

40%

11120

27,7 90 90,7 89,5 87

22 90 90,7 89,6 87,2

20,6 90 90,7 89,8 87,4

73

Tabel B.6. Data Teknik Generator PLTA Wlingi

Jumlah unit 2

Jenis 3 Phasa, AC Generator dengan

eksitasi sendiri oleh eksiter statis

Tipe VTC-AC, Vertical rotary field totally

eclosed buctair circuiting type air

cooler

Ventilation Self ventilation type

Time rating Continous

Rated Output 30.000 KVA

Tegangan 11.000 Volt

Arus 1.575 A

No of Pole 3

Frekuensi 50 Hz

Kecepatan 143 rpm

Power Factor 0,9

Eksitasi 225 volt

Field current 800 A

Class of insulation B

Prime mover 27.800 kW Vertical Kaplan Water

Turbine

Metode eksitasi Self excitation by static exciter

Armature winding Single star external connection no of

terminal 6

Neutral point Resistance grounding

74

LAMPIRAN B

75

DATA DEBIT INFLOW PLTA WLINGI TAHUN 2019

TANGGAL JAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AGU SEP OKT NOV DES

1 70,66 154,63 148,42 166,91 156,90 67,86 59,27 58,18 75,91 43,68 33,02 51,28

2 78,67 169,07 138,36 173,57 103,33 77,93 58,09 62,82 61,39 42,47 38,55 51,90

3 54,87 187,55 172,37 184,58 121,84 76,68 57,74 60,48 59,05 54,40 33,31 55,27

4 88,01 145,69 145,71 179,58 102,70 69,24 59,96 94,23 57,69 44,72 47,58 58,59

5 63,95 119,86 151,77 184,21 94,20 81,76 63,12 34,73 57,19 27,77 45,59 53,93

6 83,98 102,75 169,27 178,55 128,61 68,93 67,12 53,68 55,71 42,64 32,58 73,37

7 64,67 136,27 222,74 182,95 145,16 69,74 76,64 59,54 60,43 30,13 31,22 74,30

8 67,63 110,62 171,79 188,04 155,68 67,35 68,16 60,46 62,59 28,42 33,56 91,26

9 65,39 193,44 136,78 187,04 93,36 69,37 58,56 56,61 59,00 31,85 33,46 52,85

10 59,09 134,82 134,74 196,25 89,13 65,65 49,57 56,56 59,03 29,43 46,78 55,78

11 60,36 181,46 63,36 180,41 80,96 66,55 66,87 56,35 58,75 33,57 34,80 64,96

12 101,43 178,19 69,66 182,32 94,22 68,12 56,80 57,74 56,12 42,80 33,66 93,06

13 125,33 179,94 147,02 192,91 88,13 67,26 52,89 61,23 58,99 36,72 30,84 64,41

14 100,97 105,69 143,04 187,70 87,14 82,93 61,19 60,27 57,81 29,37 32,20 46,71

15 106,90 109,49 104,60 167,22 87,13 75,07 60,55 69,57 59,43 42,07 37,74 73,25

16 169,38 144,59 167,30 191,42 97,20 101,27 66,63 70,28 58,27 43,75 35,62 87,36

17 151,38 174,94 189,51 164,80 81,43 57,35 66,87 59,80 55,22 33,17 34,57 92,50

18 221,93 176,18 187,41 155,68 71,12 53,56 55,38 58,60 55,26 33,85 41,38 68,25

19 165,13 126,11 205,67 142,89 67,65 54,55 51,51 55,45 55,53 35,42 38,62 67,77

20 105,26 180,53 212,82 145,15 68,51 56,41 55,69 65,63 50,22 32,47 32,29 62,64

21 108,45 168,01 203,61 168,62 67,61 59,49 93,42 49,90 57,64 32,71 35,02 55,11

22 161,01 180,09 223,73 123,24 70,68 59,16 63,35 63,08 118,74 31,61 33,58 54,80

23 150,40 163,67 215,91 139,86 70,65 76,87 59,01 63,30 51,90 34,43 32,07 51,70

24 214,47 200,75 202,94 135,90 68,10 53,43 62,04 80,41 50,70 32,45 47,77 49,88

25 222,03 181,56 187,42 132,67 62,61 48,93 61,55 66,45 49,93 32,31 33,46 54,52

26 199,20 170,68 179,78 103,54 76,89 59,03 61,37 79,14 48,97 31,65 34,34 54,50

27 105,47 172,48 175,97 95,13 74,56 57,72 60,45 75,54 44,00 30,57 36,13 81,06

28 112,64 155,86 172,55 125,42 81,53 60,43 59,39 77,52 43,75 26,03 40,67 117,76

29 84,26 0,00 172,70 174,14 73,37 56,36 59,95 79,05 49,11 30,32 51,69 100,09

30 119,74 0,00 167,26 165,55 88,76 62,78 66,02 78,54 41,41 32,38 49,73 74,97

31 177,96 0,00 173,61 0,00 74,19 0,00 54,93 60,25 0,00 33,23 0,00 90,57

MAX 222,03 200,75 222,74 196,25 156,90 101,27 93,42 94,23 118,74 54,40 51,69 117,76

MIN 54,87 102,75 63,36 95,13 62,61 48,93 49,57 34,73 41,41 26,03 30,84 46,71

RATA-RATA 118,08 142,09 166,38 157,94 91,07 64,25 61,74 64,05 55,8 35,04 36,19 68,53

76

LAMPIRAN C

77

DATA DEBIT OUTFLOW PLTA WLINGI TAHUN 2019

TANGGAL JAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AGU SEP OKT NOV DES

1 54,29 143,45 133,87 157,49 144,37 56,49 43,26 42,14 58,93 32,14 27,76 44,64

2 60,71 161,77 125,37 157,43 90,96 54,41 40,33 37,89 48,04 34,81 32,20 43,86

3 36,82 168,11 157,16 171,21 100,01 59,09 42,40 45,16 51,15 37,16 26,64 46,13

4 67,23 126,83 126,81 163,67 95,76 64,56 45,33 77,21 46,62 34,15 37,92 53,16

5 47,74 104,99 138,83 167,18 87,44 62,40 48,76 32,72 41,20 30,40 38,42 43,28

6 66,27 86,37 148,66 167,66 116,87 52,43 53,69 34,34 41,64 29,95 25,71 63,54

7 46,44 122,27 214,18 165,62 130,34 49,03 62,06 39,74 49,36 22,72 25,45 69,04

8 51,92 95,44 152,26 176,64 145,74 51,93 53,34 43,60 53,08 19,24 24,40 78,19

9 48,26 177,52 125,33 175,29 75,60 52,29 44,27 42,19 52,32 20,40 26,94 42,37

10 45,38 120,99 122,27 176,68 79,06 51,42 37,61 39,49 45,95 23,91 36,19 42,90

11 43,58 172,23 0,00 165,58 68,73 48,50 44,27 43,88 48,93 28,56 23,05 51,92

12 83,47 159,39 0,00 164,66 76,18 50,49 42,82 38,51 44,80 31,30 28,96 84,23

13 106,14 164,22 46,82 183,99 77,06 56,63 40,27 46,32 45,70 26,52 20,95 55,07

14 86,26 84,31 125,56 175,26 70,21 64,32 43,92 49,51 45,43 25,40 19,14 39,42

15 93,92 95,06 95,69 151,27 77,60 61,94 46,05 56,05 51,66 32,36 33,37 60,52

16 154,55 130,24 143,69 171,70 82,07 71,00 44,23 50,90 47,73 34,18 26,91 80,75

17 106,24 164,92 175,60 159,06 64,02 45,61 52,69 43,69 45,86 24,66 23,59 80,68

18 186,41 157,00 175,43 136,31 56,41 38,86 48,26 42,99 45,85 25,47 33,07 61,57

19 147,71 117,07 183,81 129,20 49,52 38,74 34,64 42,44 45,81 24,39 33,71 58,98

20 83,84 158,61 205,49 134,10 55,06 40,24 35,87 48,66 44,51 26,40 24,30 51,00

21 88,51 158,43 185,23 157,25 49,48 41,01 70,76 42,18 45,82 24,26 28,18 35,68

22 152,62 163,30 197,20 111,38 54,59 41,78 48,14 41,47 101,98 23,94 23,89 40,80

23 121,87 149,98 205,00 116,77 55,78 62,65 48,91 48,49 48,06 25,62 25,17 37,92

24 195,58 179,17 196,27 127,55 54,25 39,43 49,05 65,04 39,13 31,46 33,45 38,95

25 212,66 177,05 173,37 114,55 55,07 35,93 45,20 57,37 37,66 23,03 27,27 51,97

26 178,64 149,38 172,87 88,81 49,52 33,84 47,08 70,29 40,09 22,84 25,03 44,85

27 86,78 156,82 163,68 83,83 57,17 42,51 44,93 62,61 32,11 22,01 33,05 66,78

28 100,78 145,46 156,60 111,94 66,16 44,58 44,53 62,80 32,28 22,53 31,97 108,83

29 60,98 0,00 158,82 157,73 59,80 43,26 44,46 61,12 42,70 21,83 37,77 87,34

30 105,79 0,00 151,16 152,32 79,36 44,71 50,42 64,76 36,51 22,89 38,88 67,50

31 162,43 0,00 159,66 0,00 56,16 0,00 42,35 49,30 0,00 23,41 0,00 75,90

MAX 212,66 179,17 214,18 176,68 145,74 71,00 70,76 77,21 101,98 34,81 38,88 108,83

MIN 36,82 84,31 0,00 83,83 49,48 33,84 34,64 32,72 32,11 19,24 19,14 37,92

RATA-RATA 99,48 128,72 145,7 144,26 76,79 48,39 46,45 49,13 45,51 26,71 28,17 58,31

78

LAMPIRAN D

79

DATA ELEVASI WADUK WLINGI TAHUN 2019

TANGGAL JAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AGU SEP OKT NOV DES

1 163,33 163,30 163,21 163,08 163,10 163,38 163,35 163,29 163,42 163,29 163,49 163,47

2 163,38 163,18 163,20 163,12 163,07 163,28 163,35 163,39 163,42 163,31 163,46 163,47

3 163,37 163,20 163,19 163,09 163,23 163,36 163,36 163,36 163,37 163,36 163,47 163,48

4 163,35 163,21 163,12 163,05 163,20 163,41 163,37 163,46 163,38 163,37 163,46 163,46

5 163,29 163,27 163,30 163,13 163,30 163,21 163,38 163,26 163,34 163,33 163,44 163,44

6 163,36 163,30 163,23 163,13 163,28 163,32 163,33 163,25 163,40 163,34 163,44 163,47

7 163,33 163,24 163,36 163,15 163,31 163,32 163,40 163,36 163,39 163,37 163,44 163,43

8 163,31 163,25 163,27 163,17 163,22 163,40 163,31 163,36 163,45 163,39 163,46 163,45

9 163,39 163,29 122,43 163,11 163,40 163,40 163,25 163,33 163,38 163,41 163,38 163,42

10 163,34 163,45 163,14 163,20 163,28 163,32 163,22 163,31 163,37 163,34 163,41 163,43

11 163,34 163,14 116,21 163,13 163,24 163,30 163,36 163,32 163,36 163,17 163,45 163,42

12 163,40 163,24 116,81 163,21 163,28 163,36 163,42 163,38 163,32 163,22 163,39 163,45

13 163,43 163,23 162,77 163,04 163,29 163,34 163,34 163,41 163,36 163,35 163,46 163,38

14 163,44 163,40 163,19 163,02 163,23 163,36 163,27 163,40 163,40 163,31 163,49 163,39

15 163,33 163,38 163,18 163,08 163,19 163,39 163,33 163,37 163,39 163,33 163,44 163,44

16 163,31 163,43 163,05 163,17 163,37 163,46 163,31 163,37 163,39 163,38 163,44 163,39

17 163,37 163,28 163,26 163,16 163,35 163,36 163,38 163,38 163,39 163,39 163,48 163,39

18 163,38 163,28 163,08 163,12 163,33 163,33 163,30 163,36 163,37 163,40 163,47 163,36

19 163,31 163,15 163,18 163,24 163,37 163,21 163,23 163,31 163,37 163,42 163,46 163,31

20 163,23 163,24 163,26 163,27 163,38 163,29 163,31 163,37 163,35 163,42 163,48 163,32

21 163,35 163,20 163,09 163,14 163,35 163,30 163,34 163,31 163,46 163,42 163,45 163,34

22 163,27 163,21 163,24 163,19 163,37 163,34 163,35 163,36 163,46 163,42 163,47 163,42

23 163,22 163,18 163,10 163,24 163,39 163,16 163,30 163,42 163,34 163,46 163,47 163,39

24 163,29 163,28 163,09 163,19 163,38 163,28 163,29 163,43 163,32 163,34 163,47 163,46

25 163,33 163,23 163,11 163,15 163,35 163,23 163,35 163,43 163,34 163,28 163,47 163,42

26 163,12 163,25 163,10 163,36 163,32 163,34 163,32 163,37 163,34 163,37 163,47 163,32

27 163,11 163,33 163,05 163,34 163,42 163,32 163,33 163,30 163,37 163,46 163,45 163,40

28 163,29 163,38 163,13 163,25 163,42 163,34 163,32 163,35 163,35 163,47 163,44 163,19

29 163,33 0,00 163,11 163,14 163,40 163,32 163,32 163,42 163,37 163,47 163,45 163,33

30 163,44 0,00 163,16 163,15 163,45 163,38 163,36 163,42 163,30 163,48 163,46 163,27

31 163,43 0,00 163,09 0,00 163,33 0,00 163,31 163,36 0,00 163,49 0,00 163,33

MAX 163,44 163,45 163,30 163,36 163,45 163,46 163,42 163,46 163,46 163,49 163,49 163.50

MIN 163,11 163,14 116,21 163,05 163,07 163,16 163,22 163,25 163,30 163,17 163,38 162,87

RATA-RATA 163,33 163,27 162,6 163,16 163,31 163,33 163,33 163,36 163,37 163,37 163,45 163,39

80

LAMPIRAN E

81

Titik Persentase Distribusi F untuk Probabilita = 0,05

df untuk

penyebut (N2)

df untuk pembilang (N1)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1 161 199 216 225 230 234 237 239 241 242 243 244 245 245 246

2 18.51 19.00 19.16 19.25 19.30 19.33 19.35 19.37 19.38 19.40 19.40 19.41 19.42 19.42 19.43

3 10.13 9.55 9.28 9.12 9.01 8.94 8.89 8.85 8.81 8.79 8.76 8.74 8.73 8.71 8.70

4 7.71 6.94 6.59 6.39 6.26 6.16 6.09 6.04 6.00 5.96 5.94 5.91 5.89 5.87 5.86

5 6.61 5.79 5.41 5.19 5.05 4.95 4.88 4.82 4.77 4.74 4.70 4.68 4.66 4.64 4.62

6 5.99 5.14 4.76 4.53 4.39 4.28 4.21 4.15 4.10 4.06 4.03 4.00 3.98 3.96 3.94

7 5.59 4.74 4.35 4.12 3.97 3.87 3.79 3.73 3.68 3.64 3.60 3.57 3.55 3.53 3.51

8 5.32 4.46 4.07 3.84 3.69 3.58 3.50 3.44 3.39 3.35 3.31 3.28 3.26 3.24 3.22

9 5.12 4.26 3.86 3.63 3.48 3.37 3.29 3.23 3.18 3.14 3.10 3.07 3.05 3.03 3.01

10 4.96 4.10 3.71 3.48 3.33 3.22 3.14 3.07 3.02 2.98 2.94 2.91 2.89 2.86 2.85

11 4.84 3.98 3.59 3.36 3.20 3.09 3.01 2.95 2.90 2.85 2.82 2.79 2.76 2.74 2.72

12 4.75 3.89 3.49 3.26 3.11 3.00 2.91 2.85 2.80 2.75 2.72 2.69 2.66 2.64 2.62

13 4.67 3.81 3.41 3.18 3.03 2.92 2.83 2.77 2.71 2.67 2.63 2.60 2.58 2.55 2.53

14 4.60 3.74 3.34 3.11 2.96 2.85 2.76 2.70 2.65 2.60 2.57 2.53 2.51 2.48 2.46

15 4.54 3.68 3.29 3.06 2.90 2.79 2.71 2.64 2.59 2.54 2.51 2.48 2.45 2.42 2.40

16 4.49 3.63 3.24 3.01 2.85 2.74 2.66 2.59 2.54 2.49 2.46 2.42 2.40 2.37 2.35

17 4.45 3.59 3.20 2.96 2.81 2.70 2.61 2.55 2.49 2.45 2.41 2.38 2.35 2.33 2.31

18 4.41 3.55 3.16 2.93 2.77 2.66 2.58 2.51 2.46 2.41 2.37 2.34 2.31 2.29 2.27

19 4.38 3.52 3.13 2.90 2.74 2.63 2.54 2.48 2.42 2.38 2.34 2.31 2.28 2.26 2.23

20 4.35 3.49 3.10 2.87 2.71 2.60 2.51 2.45 2.39 2.35 2.31 2.28 2.25 2.22 2.20

21 4.32 3.47 3.07 2.84 2.68 2.57 2.49 2.42 2.37 2.32 2.28 2.25 2.22 2.20 2.18

22 4.30 3.44 3.05 2.82 2.66 2.55 2.46 2.40 2.34 2.30 2.26 2.23 2.20 2.17 2.15

23 4.28 3.42 3.03 2.80 2.64 2.53 2.44 2.37 2.32 2.27 2.24 2.20 2.18 2.15 2.13

24 4.26 3.40 3.01 2.78 2.62 2.51 2.42 2.36 2.30 2.25 2.22 2.18 2.15 2.13 2.11

25 4.24 3.39 2.99 2.76 2.60 2.49 2.40 2.34 2.28 2.24 2.20 2.16 2.14 2.11 2.09

26 4.23 3.37 2.98 2.74 2.59 2.47 2.39 2.32 2.27 2.22 2.18 2.15 2.12 2.09 2.07

27 4.21 3.35 2.96 2.73 2.57 2.46 2.37 2.31 2.25 2.20 2.17 2.13 2.10 2.08 2.06

28 4.20 3.34 2.95 2.71 2.56 2.45 2.36 2.29 2.24 2.19 2.15 2.12 2.09 2.06 2.04

29 4.18 3.33 2.93 2.70 2.55 2.43 2.35 2.28 2.22 2.18 2.14 2.10 2.08 2.05 2.03

30 4.17 3.32 2.92 2.69 2.53 2.42 2.33 2.27 2.21 2.16 2.13 2.09 2.06 2.04 2.01

31 4.16 3.30 2.91 2.68 2.52 2.41 2.32 2.25 2.20 2.15 2.11 2.08 2.05 2.03 2.00

32 4.15 3.29 2.90 2.67 2.51 2.40 2.31 2.24 2.19 2.14 2.10 2.07 2.04 2.01 1.99

33 4.14 3.28 2.89 2.66 2.50 2.39 2.30 2.23 2.18 2.13 2.09 2.06 2.03 2.00 1.98

34 4.13 3.28 2.88 2.65 2.49 2.38 2.29 2.23 2.17 2.12 2.08 2.05 2.02 1.99 1.97

35 4.12 3.27 2.87 2.64 2.49 2.37 2.29 2.22 2.16 2.11 2.07 2.04 2.01 1.99 1.96

36 4.11 3.26 2.87 2.63 2.48 2.36 2.28 2.21 2.15 2.11 2.07 2.03 2.00 1.98 1.95

37 4.11 3.25 2.86 2.63 2.47 2.36 2.27 2.20 2.14 2.10 2.06 2.02 2.00 1.97 1.95

38 4.10 3.24 2.85 2.62 2.46 2.35 2.26 2.19 2.14 2.09 2.05 2.02 1.99 1.96 1.94

39 4.09 3.24 2.85 2.61 2.46 2.34 2.26 2.19 2.13 2.08 2.04 2.01 1.98 1.95 1.93

40 4.08 3.23 2.84 2.61 2.45 2.34 2.25 2.18 2.12 2.08 2.04 2.00 1.97 1.95 1.92

41 4.08 3.23 2.83 2.60 2.44 2.33 2.24 2.17 2.12 2.07 2.03 2.00 1.97 1.94 1.92

42 4.07 3.22 2.83 2.59 2.44 2.32 2.24 2.17 2.11 2.06 2.03 1.99 1.96 1.94 1.91

43 4.07 3.21 2.82 2.59 2.43 2.32 2.23 2.16 2.11 2.06 2.02 1.99 1.96 1.93 1.91

44 4.06 3.21 2.82 2.58 2.43 2.31 2.23 2.16 2.10 2.05 2.01 1.98 1.95 1.92 1.90

45 4.06 3.20 2.81 2.58 2.42 2.31 2.22 2.15 2.10 2.05 2.01 1.97 1.94 1.92 1.89

82

LAMPIRAN F

83

Prakiraan Musim Kemarau 2020 di Jawa BMKG

Daerah/Kabupaten Awal Musim

Kemarau Antara

Perbandingan Terhadap Rata-rata (Dasarian)

Sifat Hujan Puncak Musim

Kemarau

Blitar bagian timur, Malang bagian

barat Mei I – Mei III +2 Normal Agustus

Blitar bagian timur laut, Malang bagian

tengah Mei I – Mei III +1 Normal Agustus

84

LAMPIRAN G

85

INSTITUT TEKNOLOGI – PLN

LEMBAR BIMBINGAN SKRIPSI

Nama Mahasiswa : Margono

NIM : 201611236

Program Studi : Teknik Elektro

Jenjang : Sarjana

Pembimbing Utama :.Ir. Agung Hariyanto, MT.

Judul Skripsi : Pengaruh Variasi Musim Terhadap Produksi

Energi Tenaga Listrik PLTA Wlingi 2x27 MW

Tanggal Materi Bimbingan Paraf Pembimbing

20-12-2019 Pengajuan judul skripsi

07-01-2020 Konsultasi pengajuan proposal skripsi

09-01-2020 Konsultasi Bab 1

15-01-2020 Revisi Bab 1

31-01-2020 Konsultasi Bab 2 dan Bab 3

21-02-2020 Revisi Bab 2 dan 3

06-03-2020 Revisi Bab 3 dan konsultasi Bab IV

29-05-2020 Revisi permasalah Bab 4

19-06-2020 Konsultasi pengolahan data Bab 4

03-07-2020 Revisi Bab 4

17-07-2020 Konsultasi Bab 5 dan Abstrak

24-07-2020 Pengesahan Skripsi

86

INSTITUT TEKNOLOGI – PLN

LEMBAR BIMBINGAN SKRIPSI

Nama Mahasiswa : Margono

NIM : 201611236

Program Studi : Teknik Elektro

Jenjang : Sarjana

Pembimbing Kedua :.Rizky Pratama Putera ST. , MT.

Judul Skripsi : Pengaruh Variasi Musim Terhadap Produksi

Energi Tenaga Listrik PLTA Wlingi 2x27 MW

Tanggal Materi Bimbingan Paraf Pembimbing

20-12-2019 Pengajuan judul skripsi

07-01-2020 Konsultasi pengajuan proposal skripsi

09-01-2020 Konsultasi Bab 1

15-01-2020 Revisi Bab 1

31-01-2020 Konsultasi Bab 2 dan Bab 3

21-02-2020 Revisi Bab 2 dan 3

06-03-2020 Revisi Bab 3 dan konsultasi Bab IV

29-05-2020 Revisi permasalah Bab 4

19-06-2020 Konsultasi pengolahan data Bab 4

03-07-2020 Revisi Bab 4

17-07-2020 Konsultasi Bab 5 dan Abstrak

24-07-2020 Pengesahan Skripsi