JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS …eprints.ums.ac.id/28919/8/MAKALAH.pdf ·...

NASKAH PUBLIKASI

STUDI KELAYAKAN PEMBANGUNAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA

MIKROHIDRO ( PLTMh ) DI DESA SETREN KECAMATAN SLOGOIMO

KABUPATEN WONOGIRI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata 1

Jurusan Elektro Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun Oleh :

ARI MAGHFUR DIMYATI

D400090026

JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2014

NASKAH PUBLIKASI



KABUPATEN WONOGIRI




Disusun Oleh :

ARI MAGHFUR DIMYATI

D400090026



2014

NASKAH PUBLIKASI



KABUPATEN WONOGIRI




Disusun Oleh :

ARI MAGHFUR DIMYATI

D400090026



2014

LEMBAR PERSETUJUAN

Tugas Akhir dengan judul “STUDI KELAYAKAN PEMBANGUNAN

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO (PLTMh) DI DESA

SETREN KECAMATAN SLOGOIMO KABUPATEN WONOGIRI” ini diajukan

oleh:

Nama : Ari Maghfur Dimyati

NIM : D 400 090 026

Guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan program Sarjana

jenjang pendidikan Strata Satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Telah diperiksa dan disetujui pada:

Menyetujui,

LEMBAR PENGESAHAN

Tugas Akhir ini telah dipertahankan dan dipertanggung jawabkan di depan

Dewan Penguji Tugas Akhir guna melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat-syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

DENGAN JUDUL


MIKROHIDRO (PLTMh) DI DESA SETREN KECAMATAN SLOGOIMO

KABUPATEN WONOGIRI

Dewan Penguji Tugas Akhir:

Mengetahui

STUDI KELAYAKAN PEMBANGUNAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGAMIKROHIDRO ( PLTMh ) DIDESA SETREN KECAMATAN SLOGOIMO

KABUPATEN WONOGIRI

Ari Maghfur DimyatiFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

E-mail :[email protected]

ABSTRAK

Energi listrik memiliki peranan yang sangat penting dalam usaha meningkatkanmutu kehidupan dan pertumbuhan ekonomi di Indonesia. Keterbatasan penyediaanenergi listrik merupakan salah satu hambatan dalam pembangunan dan pengembanganmasyarakat khususnya di daerah pedesaan. Secara umumdi daerah daerahpegunungan mempunyai potensi energi air yang besar. Pembangkit listrik mikrohidroadalah salah satu pembangkit energi listrik terbarukan, efisien, praktis, dan ramahlingkungan.

Saat ini energi kelistrikan di desa Setren belum bisa dinikmati oleh semuamasyarakat desa setren, hal ini masih dijumpai 7 rumah yang belum berlanggananenergi listrik ke PLN, biaya merupakan faktor utama yang dikeluhkan oleh masyarakattersebut.Jika dilihat kondisi melimpahnya air yang ada di desa setren sepanjang tahunmaka perlu kajian terkait potensi air untuk dibangun PLTMh. Maka dari itu penelitianini bertujuan melakukan studi kelayakan pembangkit listrik tenaga mikrohidro(PLTMh).

Metode penelitian ini ada beberapa tahap yaitu survey lokasi untukmengumpulkan data primer dari warga sekitar. Tahap berikutnya adalah mengukurdebit air dengan cara mengukur kecepatan air, dan pengukuran head. Maka dari ituakan di peroleh hasil untuk menentukan berapa besar potensi yang di hasilkan.

Hasil survey yang diperoleh selama melakukan studi kelayakan PLTMh di desaSetren, Kecamatan Slogohimo, Kabupaten Wonogiri memperoleh hasil yang sesuai,pada lokasi tersebut memiliki potensi yang layak untuk di bangun pembangkit listriktenaga mikrohidro (PLTMh). Potensi yang ada mampu menghasilkan dayaberkapasitan 1 x 20 Kw. PLTMh yang dirancang menggunakan Crossflow danGenerator Induksi berkapasitas 25 Kw.

Kata kunci : PLTMh,Mikrohidro, debit,generator, head..

I. PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Masalah

Energi listrik memiliki peranan yangsangat penting dalam usaha meningkatkanmutu kehidupan dan pertumbuhan ekonomidi Indonesia. Keterbatasan penyediaan energilistrik merupakan salah satu hambatan dalampembangunan dan pengembanganmasyarakat khususnya di daerah pedesaan.Umumnya daerah pedesaan terpencil yangterletak pada daerah pegunungan mempunyaipotensi energi air yang besar.

Penggunaan PLTMh sebagai energialternatif yang cost friendly, user friendly,environmenfriendly, dan material friendlydiharapkan dapat lebih besar lagipemanfaatannya menjadi solusi ataskurangnya aksesibilitas masyarakat pedesaanterhadap PLTMh dapat dikembangkan untuksumber energi listrik terbarukan dari sumberair di samping teknis untuk peneranganrumah tangga atau industri rumahtangga/pengolahan produksi.

Atas dasar inilah maka perludilakukan studi kelayakan PLTMh diKabupaten Wonogiri tepatnya Desa Setren,Kecamatan Slogohimo, yang pelayananpenyediaan kelistrikan oleh pihak PLNmasih kurang. Penelitian ini berisipembahasan suatu perencanaan PembangkitListrik Tenaga Mikrohidro (PLTMh), mulaidari pengukuran dan perhitungan debit,tinggi terjun air, perhitungan daya keluaran,pemilihan turbin, pemilihan generator.

1.2 TujuanTujuan dari penelitian ini adalah

Studi Kelayakan Pembangunan PembangkitListrik Tenaga Mikrohidro (PLTMh) di DesaSetren, Kecamatan Slogohimo, KabupatenWonogiri adalah sebagai berikut:

a) Mengetahui kelayakan potensi airuntuk PLTMh.

b) Berapa besar kapasitas energi listrikyang dihasilkan dari potensi air yangada.

Penelitian sebelumnya yangberhubungan dengan topik pembahasan dandijadikan bahan untuk melakukan

pengembangan penelitian adalah sebagaiberikut :

a) Sudargana (2003), Karnoto dan HariNugroho, melakukan penelitian studikelayakanPLTMh di sungai SorosidoDukuh Pekuluran Desa SidoharjoKecamatan Doro KabupatenPekalongan. Hasil penelitian tersebutmenyebutkan bahwa dari data hidrografidan topografi sungai ini dapat dirancangmampu menghasilkan listrik sekitar 30KVA dengan tinggi terjun 10 m danmampu menerangi seluruh dukuhPekuluran dengan 62 kepala keluargabahkan untuk pengembanganperekonomian penduduk.

b) Mochamad Marte Ardhianto mahasiswaTeknik Mesin Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro Semarang,melakukan penelitian Studi KelayakanPembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro(PLTMh) Menggunakan Turbin Francisdi Bendungan Banjir Kanal BaratSemarang. Penelitian ini digunakanuntuk memberikan satu kontribusisebagai salah satu pemanfaatan turbinair untuk Pembangkit Listrik TenagaMikrohidro serta untuk merencanakansuatu pembangkit listrik tenaga airmikro yang dapat dimanfaatkan dandiaplikasikan. Hasil penelitian pada datadilapangan (Head = 8 meter dan Debitair 0.98 m3/detik) maka didapat dayayang dihasilkan turbin Francis sebesar39.63 kW. Dari hasil yang didapat makapada bendungan banjir kanal barat inibisa dipasang Pembangkit ListrikTenaga Mikrohidro (PLTMh).

c) Endy Sjaiful Alim dan Hary Ramzadosen Teknik Elektro Fakultas TeknikUHAMKA telah melakukan penelitianmengenai Implementasi PembangunanPembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro(PLTMh) di Pesantren LatansaKampung Parakan Santri KabupatenLebak- Banten. Kegiatan pengabdianmasyarakat pembangunan PembangkitListrik Mikrohidro (PLTMh) ini adalahbagian dariupaya penyediaan sumber

listrik bagi masyarakat, sekaligus dapatmenjadi ajang riset terapan, yang skalapembangunan dan pengembangannyadapat disesuaikan dengan kebutuhan.

1.3.Pembangkit Listrik TenagaMikrohidro (PLTMh)Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro(PLTMh) adalah pembangkit listrikberskala kecil (kurang dari 200 kW),yang memanfaatkan tenaga (aliran) airsebagai sumber penghasil energi.PLTMh termasuk sumber energiterbarukan dan layak disebut cleanenergy karena ramah lingkungan. Darisegi teknologi, PLTMh dipilih karenakonstruksinya sederhana, mudahdioperasikan, serta mudah dalamperawatan dan penyediaan suku cadang.Secara ekonomi, biaya operasi danperawatannya relatif murah, sedangkanbiaya investasinya cukup bersaingdengan pembangkit listrik lainnya.Secara sosial, PLTMh mudah diterimamasyarakat luas (bandingkan misalnyadengan Pembangkit Listrik TenagaNuklir). PLTMh biasanya dibuat dalamskala desa di daerah-daerah terpencilyang belum mendapatkan listrik dariPLN. Tenaga air yang digunakan dapatberupa aliran air pada sistem irigasi,sungai yang dibendung atau air terjun.

1.4.Prinsip kerja PLT MikrohidroPLTMh pada prinsipnya

memanfaatkan beda ketinggian danjumlah debit air per detik yang ada padaaliran air saluran irigasi, sungai atau airterjun. Aliran air ini akan memutarporos turbin sehingga menghasilkanenergi mekanik. Energi ini selanjutnyamenggerakkan generator danmenghasilkan listrik. Skema prinsipkerja PLTMh terlihat pada gambar 2.1.Pembangunan PLTMh perlu diawalidengan pembangunan bendungan untukmengatur aliran air yang akandimanfaatkan sebagai tenaga penggerakPLTMh. Bendungan ini dapat berupabendungan beton atau bendungan

beronjong. Bendungan perlu dilengkapidengan pintu air dan saringan sampahuntuk mencegah masuknya kotoran atauendapan lumpur. Bendungan sebaiknyadibangun pada dasar sungai yang stabildan aman terhadap banjir.

2 Di dekat bendungan dibangunbangunan pengambilan (intake).Kemudian dilanjutkan denganpembuatan saluran penghantar yangberfungsi mengalirkan air dari intake.Saluran ini dilengkapi dengan saluranpelimpah pada setiap jarak tertentuuntuk mengeluarkan air yang berlebih.Saluran ini dapat berupa saluranterbuka atau tertutup. Di ujung saluranpelimpah dibangun kolam pengendap.Kolam ini berfungsi untukmengendapkan pasir dan menyaringkotoran sehingga air yang masuk keturbin relatif bersih. Saluran ini dibuatdengan memperdalam danmemperlebar saluran penghantar danmenambahnya dengan saluranpenguras. Kolam penenang (forebay)juga dibangun untukmenenangkanaliran air yang akanmasuk ke turbin dan mengarahkannyamasuk ke pipa pesat (penstok). Saluranini dibuat dengan konstruksi beton danberjarak sedekat mungkin ke rumahturbin untuk menghemat pipa pesat.Pipa pesat berfungsi mengalirkan airsebelum masuk ke turbin. Dalam pipaini, energi potensial air di kolampenenang diubah menjadi energikinetik yang akan memutar roda turbin.Biasanya terbuat dari pipa baja yangdirol, lalu dilas. Untuk sambunganantar pipa digunakan flens. Pipa iniharus didukung oleh pondasi yangmampu menahan beban statis dandinamisnya. Pondasi dan dudukan inidiusahakan selurus mungkin, karena ituperlu dirancang sesuai dengan kondisitanah. Turbin, generator dan sistemkontrol masing-masing diletakkandalam sebuah rumah yang terpisah.Pondasi turbin-generator juga harusdipisahkan dari pondasi rumahnya.

Tujuannya adalah untuk menghindarimasalah akibat getaran. Rumah turbinharus dirancang sedemikian agarmemudahkan perawatan danpemeriksaan.

3 Setelah keluar dari pipa pesat, air akanmemasuki turbin pada bagian inlet. Didalamnya terdapat guided vane untukmengatur pembukaan dan penutupanturbin serta mengatur jumlah air yangmasuk ke runner/blade (komponenutama turbin). Runner terbuat dari bajadengan kekuatan tarik tinggi yang dilaspada dua buah piringan sejajar. Aliranair akan memutar runner danmenghasilkan energi kinetik yang akanmemutar poros turbin. Energi yangtimbul akibat putaran poros kemudianditransmisikan ke generator. Seluruhsistem ini harus balance. Turbin perludilengkapi casing yang berfungsimengarahkan air ke runner. Padabagian bawah casing terdapat pengunciturbin. Bantalan (bearing) terdapatpada sebelah kiri dan kanan poros danberfungsi untuk menyangga poros agardapat berputar dengan lancar. Dayaporos dari turbin ini harusditransmisikan ke generator agar dapatdiubah menjadi energi listrik.Generator yang dapat digunakan padamikrohidro adalah generator sinkrondan generator induksi. Sistem transmisidaya ini dapat berupa sistem transmisilangsung (daya poros langsungdihubungkan dengan poros generatordengan bantuan kopling), atau sistemtransmisi daya tidak langsung, yaitumenggunakan sabuk atau belt untukmemindahkan daya antara dua porossejajar.

4 Keuntungan sistem transmisi langsungadalah lebih kompak, mudah dirawat,dan efisiensinya lebih tinggi. Tetapisumbu poros harus benar-benar lurusdan putaran poros generator harus samadengan kecepatan putar poros turbin.Masalah ketidaklurusan sumbu dapatdiatasi dengan bantuan koplingfleksibel. Gearbox dapat digunakan

untuk mengoreksi rasio kecepatanputaran. Sistem transmisi tidaklangsung memungkinkan adanyavariasi dalam penggunaan generatorsecara lebih luas karena kecepatanputar poros generator tidak perlu samadengan kecepatan putar poros turbin.Jenis sabuk yang biasa digunakanuntuk PLTMh skala besar adalah jenisflat belt, sedang V-belt digunakanuntuk skala di bawah 20 kW.Komponen pendukung yang diperlukanpada sistem ini adalah pulley, bantalandan kopling. Listrik yang dihasilkanoleh generator dapat langsungditransmisikan lewat kabel pada tiang-tiang listrik menuju rumah konsumen.

a. Penentuan Lokasi dan jaringan

Secara Umum lokasi rencanaPLTMh ini dipilih sesuai dengan kriteriasebagai berikut :

a. Mempunyai ketersediaan debityang cukup.

b. Terdapat besarnya tinggi jatuh.c. Kondisi topografi yang

memungkinkan untuk penempatanfasilitas bangunan.

d. Berada tidak jauh dari daerahpelayanan

e. Tidak mempengaruhi sistimpengairan yang sudah ada

Untuk penempatan lokasi bangunanpada PLTMh ini direncakana sebagaiberikut:

a) Intake disesuaikan dengan hasilsurvey.

b) Dari intake air dialirkan melaluipengahantar berupa saluranterbukadirencakan sesuai saluran air yangsudah ada.

c) Letak pipa pesat direncanakansekitar 50 meter disebelah hilirintake untuk menenangkan alirandibuatkan kolam penenang.

d) Power house ditempatkan didepanbagian bawah penstock dengantinggi jatuh lebih kurang 6 meter.

Gambar 2.1. Skema Mikrohidro

b. Komponen – Komponen PembangkitListrik Mikro Hidro

1.4.1. TurbinTurbin merupakan komponen

dalam sebuah PLTMh, yang berfungsiuntuk mengubah energi air (potensial,tekanan dan kinetik) menjadi energimekanik dalam bentuk putaran poros.Putaran gagang dari roda ini dapatdigunakan untuk memutar berbagaimacam alat mekanik (penggilingan biji,pemeras minyak) atau untukmengoperasikan generator listrik.

Bagian – Bagian dari Turbin :a Turbin Unit ( Turbin, Adapter

pipe, dismantling joint)b Base Framec Transmisi Daya Mekanik

(Gearbox/PulleySet/Coupling/Bearing Support )

d Aksesoris (Pressure gauge,Saklar Pengaman benda berputar,tools)

e Spare Parts1.4.2 Generator

Generator merupakan suatu alatatau piranti yang dapatmentransformasikan(mengubah) energimekanik menjadi energi listrik, secarapraktis biasanya menggunakangenerator AC 3 Phase.Bagian – bagian dari Generator :

a Generatorb Base Frame + Adjustment Tools

1.4.3. Sistem KontrolSelama ini pembangkit listrik

tenaga air skala kecil yang dibangunoleh masyarakat belum menerapkankontrol yang dapat menyebabkanketidakstabilan tegangan maupunfrekuensi ketika beban berubah. Hal inidapat diatasi dengan menggunakanElectronik Load Controller (ELC).Kontrol elektronik ini berfungsi untukmenjaga kestabilan voltage danfrekuensi listrik yang dihasilkan darisebuah PLTMh sehingga memenuhipersyaratan standard keamanankelistrikan. Kontrol berfungsi menjagaagar turbin dan generator terbebanisecara konstran meskipun beban padapemakai daya listrik berubah – ubahsehingga akan mempertahankan putarangenerator dan turbin. Alat ini akanbekerja menyeimbangkan antara bebanterpasang dengan tiruan yang dibuat,beroperasi berdasarkan daya yangdisalurkan pada pemakai daya listrik.

Bagian – bagian dari SistemKontrol :

a Panel Kontrol ELCb Balasst / Dummy Loadc Switch Gear/Cubicled Syschronizinge Governor Flow Control

1.4.4. Dam/bendungan pengalih danintake

Dam pengalih berfungsi untukmengalihkan air melalui sebuahpembuka dibagian sisi sungai (“intake”pembuka) ke dalam sebuah bakpengendap (Settling Basin). Sebuahbendungan biasanya dilengkapi denganpintu air untuk membuang kotoran danendapan. Perlengkapan lainnya adalah :penjebak/saringan sampah. PLTMh,umumnya adalah pembangkit tipe run ofriver, sehingga bangunan intakedibangun berdekatan dengan bendungandengan memilih dasar sungai yang stabildan aman terhadap banjir.

1.4.5. Settling basin ( bak pengendap)Bak pengendap digunakan untuk

memindahkan partikel – partikel pasir







































dari air. Fungsi dari bak pengendapadalah sangat penting untuk melindungikomponen – komponen berikutnya daridampak pasir.

1.4.6. Headrace (SaluranPembawa)Saluran pembawa mengikuti

kontur dari sisi bukit untuk menjagaelevasi dari air yang disalurkan. Saluranpembawa dapat dibuat dengan bentukterowongan, saluran terbuka atausaluran tertutup. Konstruksi saluranpembawa dapat berupa pasangan batukali atau hanya berupa tanah yangdigali. Pada saluran pembawa perludilengkapi dengan saluran pelimpah, iniuntuk menjaga jika terjadi banjir makakelebihan air akan terbuang melaluisaluran tersebut.

1.4.7. Headtank ( Bak Penenang )Fungsi dari bak penenang adalah

untuk mengatur perbedaan keluaran airantara sebuah penstock dan headrace,dan untuk memisahkan akhir kotorandalam air seperti pasir, kayu – kayuan.

1.4.8. Penstock (Pipa Pesat)Pipa pesat berfungsi untuk

mengubah energy potensial air dibakpenenang menjadi energi kinetik air didalam pipa pesat, dan kemudianmengarahkan energi kinetik tersebutuntuk memutar roda pengerak turbin air.Penstock atau pipa pesat merupakanpipa yang mengantarkan air bertekananmenuju turbin.

c. Perhitungan TeknisLangkah awal sebelum menentukan

debit air, maka perlu mencari kecepatanaliran air dapat dihitung denganpersamaan 2.1

Kecepatan ( V ) = .......................(2.1)

dengan : V = Kecepatan aliran(m/s)s = Jarak ( m )t = Waktu (s)

Minsalnya, data di suatu lokasidiketahui sebagai berikut s = 20 m, t =10 detik.

Maka, hasil kecepatannya ( V )adalah:

V =

== 10 m/s

d. DebitKapasitas debit air memiliki

peranan penting dalam kapasitas dayalistrik yang mampu dihasilkan olehPLTMh, untuk menghitung debit airsungai ditunjukan pada persamaan 2.2dan 2.3: = × × ( )…….(2.2)= × ………….(2.3)dengan : Q= Besar debit (m3/det)

V= Kecepatan aliran (m/det)A= Luas penampang basah

sungai ( m2)L= Lebar Sungai (m)D= Tinggi muka air (m)

Potensi daya mikrohidro dapatdihitung dengan persamaan 2.4

daya (P) = 9.8 x Q x Hn x Eff … .(2.4)dengan: P = Daya (W)

Q = debit aliran (m3/s)Hn = Head net (m)

9.8 = konstanta gravitasiEff = efisiensi keseluruhan.

Misalnya, diketahui data di suatulokasi adalah sebagaiberikut: Q = 300m3/s, Hn = 12 m dan Eff = 0.5.

Maka,besarnya potensi daya (P)adalah:

P = 9.8 x Q x Hn x h= 9.8 x 300 x 12 x 0.5= 17 640 W= 17.64 kW

II.METODE PENELITIAN

3.1 Metode yang di gunakanTahapan-tahapan penelitian ini adalah

sebagai berikut.a. Survey Lokasi

Survey lokasi dilakukan untukmemperoleh data-data daninformasi primer terkait dengan

berbagai aspek lokasiPembangunan Pembangkit ListrikTenaga Mikrohidro.

b. Pengumpulan Data SekunderSebagian data dan informasiadalah diperoleh dari sumber-sumber sekunder, seperti pilihanteknologi, informasi pasar, danlain-lain. Oleh karena itu akandilakukan juga kegiatanpengumpulan data sekunder.

3.2 Aspek LokasiLokasi Pembangkit listrik

merupakan salah satu faktor yangmenentukan kelayakan pembangunanPembangkit listrik akibat interaksiantara pembangkit dan lingkungannya.Pada umumnya pada saat pembangunandan pengoperasian pembangit akanmembutuhkan dukungan sumber dayadari lingkungannya terutama prasarana,utilitas dan tenaga kerja. Sebaliknyakeberadaan pembangkit juga akanmemberikan dampak sosial, ekonomi,dan lingkungan hidup terhadapmasyarakat sekitar. Dalam studikelayakan ini dilakukan kajian aspeklokasi terkait dengan daya dukunglingkungan terhadap keberadaan pabrik,serta dampak yang mungkinditimbulkan oleh pengoperasianpembangkit. Kajian aspek lokasimeliputi: letak geografis, kondisitopografi, akses dan ketersediaanutilitas.

2.2.1 Letak Geografis

Gambar 2.2 lokasi wisata Girimanik

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro(PLTMh) direncanakan menempatilokasi di Desa Setren, KecamatanSlogohimo, Kabupaten Wonogiri, JawaTengah. Kabupaten Wonogiri sebagaisalah satu kabupaten di Provinsi JawaTengah terletak antara 70 32' - 80 15'Lintang Selatan dan 1100 41' - 1110 18'Bujur Timur.Wonogiri beriklim Tropis,mempunyai 2, musim penghujan danmusim kemarau dengan temperaturrata-rata 240C-320 C. Kabupaten iniberada 32 km di sebelah selatan KotaSolo, berbatasan dengan Provinsi JawaTimur di sebelah timur dan SamuderaIndonesia di sebelah barat. Keadaanalamnya sebagian besar terdiri daripegunungan yang berbatu gamping,terutama di bagian Selatan, termasukjajaran Pegunungan Seribu yangmerupakan mata air dari BengawanSolo.

Kecamatan Slogohimo sendirimerupakan salah satu kecamatanandalan penghasil Pendapatan AsliDaerah (PAD) Wonogiri. Apalagi jikaditilik dari letak geografis, makawilayah Slogohimo menjadi daerahpersimpangan yang cukup ramai. Jikake timur, akan menuju wilayahKecamatan Purwantoro yang menjadidaerah perbatasan dengan wilayahJawa Timur, sementara jika ke selatanakan menembus wilayah Jawa Timurpula. Potensi alam pegununganmenjadi salah satu sumber penghasildevisa domestik, yakni air terjunGirimanik yang berada di Desa Setren.Daerah ini bisa dikatakan menyerupaidaerah Tawangmangu KabupatenKaranganyar, hanya daerah Setrenbelum begitu dikenal oleh masyarakatluas. Namun jika ditilik dari kondisialam, keindahan dan kesejukannyasama dengan wilayah Tawangmanguyang dingin. Oleh karena itu, sejaktahun 2000, Pemerintah KabupatenWonogiri mencoba mengembangkanwisata alam pegunungan air terjunGirimanik.

Di pegunungan Girimanik jugaterdapat wisata spiritual, sehingga diwilayah Wonogiri wisata spiritual bisadijumpai di Kecamatan Tirtomoyo,Paranggupito dan Slogohimo. Diwisata alam Girimanik terdapat tiga airterjun, yakni air terjun Manikmoyo, airterjun Condromoyo, dan air terjunTejomoyo. Daya tarik fisik berupapemandangan alam pegunungan yangasri dan alami, menjadikan air terjuntersebut bisa jadi andalanpengembangan pariwisata. PemerintahKabupaten Wonogiri telah membangunjalan sepanjang 12 km untuk mencapaike lokasi wisata air terjun girimanik.Berikut gambar lokasi wisata AirTerjun Girimanik, Desa Setren,Kecamatan Slogohimo.

2.2.2 Alat dan Bahan1. Selang plastik transparan ukuran ¼ “

ukuran 10- 20 meter2. Mistar ukur dan meteran3. Botol air mineral4. Stopwatch5. Peralatan tulis6. Asisten untuk membantu

pengukuran2.2.3 Pelaksanaan Penelitian Dan

Langkah PercobaanPengukuran head dilakukan

dengan cara survey lokasi langsungdengan menggunakan peralatansederhana, yaitu denganmenggunakan selang plastiktransparan berukuran 10 – 20 meteryang di isi air, mistar ukur, danseorang asisten untuk membantudalam pengukuran, langkah –langkah mengukur head sebagaiberikut :

1.Pengukuran dimulai di ataselevasi perkiraan permukaan airpada posisi forebay yang telahdi tentukan.

2.Pengukuran kedua danselanjutnya dengan melanjutkanpada titik yang lebih rendahdari pengukuran sebelumnya.

3.Lanjutkan pengukuran sampaidi lokasi turbin akan ditempatkan, lalu menjumlahkanpengukuran sebelumnya untukmendapatkan total head.

Setelah pengukuran headselesai, selanjutnya melakukanpengukuran kecepatan air, dilakukandengan menggunakan serangkaianalat yaitu, meteran, stopwatch, bendaapung ( Contoh: botol air mineraldiisi setengah penuh dan kondisitertutup ). Langkah – langkahnyasebagai berikut:

1.Pilih bagian sungai yang relatiflurus dan penampangnyaseragam, dan tentukan jarakstart dan finisnya.

2.Letakkan botol mineral berisiair tersebut pada titik start danlepaskan botol bersamaandengan melakukan start padastopwatch.

3.Tunggu botol mengapungsampai titik finish yang telah ditentukan sebelumnya, dan catatwaktu yang diperlukan botoluntuk berjalan mengapung daristart sampai finis, maka akan didapat kecepatan yang diperoleh.

Setelah memperoleh kecepatanaliran sungai, maka perlu mencariluas penampang basah pada sungaitersebut, peralatan yang di perlukanyaitu mistar ukur dan meteran,pengukuran di lakukan dengan caramengukur lebar penampang basahdikalikan dengan kedalaman air.

Langkah terakhir yaitumenghitung debit air, perhitungandebit air diperoleh dari pengukuranhead, kecepatan, dan luas penampangbasah. Maka setelah debit air sudahdi temukan, langkah selanjutnyaadalah menghitung daya yangmampu di hasilkan oleh potensi yangada.

3.3 Flowchart Penelitian

III. HASIL DAN ANALISA3.1 Analisis Debit Dan Head

Sebelum menghitung debit air,maka langkah awal yang perlu dilakukan adalah menghitung kecepatanair dengan menggunakan persamaan 2.1.diketahui jarak pengukuran kecepatanaliran air adalah 10 meter, dan waktu18.76 m/s. Maka perhitungan kecepatandengan persamaan 2.1 sebagai berikut:

V =

= .= 0.53 m/s

Setelah kecepatan diketahui, makalangkah selanjutnya adalah menghitungdebit air, diketahui L = 5m , D = 0.15m

V = 0.53. Maka debit dapat diketahuidengan menggunakan persamaan 2.2sebagai berikut:= × × ( )

= 5 × 0.15 × 0.53

= 0.39

Langkah selanjutnya menentukandaya keluaran yang mampu di hasilkandengan debit yang sudah di ketahuidengan menggunakan persamaan 2.4,dan hasilnya ada pada tabel 4.4

Semua data pengukuran saatpengujian dan penggunaan persamaan2.1, 2.2 dan 2.3 didapatkan besarnyanilai debit air sungai di daerah setrenyang ditunjukan pada tabel 4.1, 4.2 dan4.3.

Tabel 4.1. Hasil Pengukuran dananalisa debit dan lebar perhitungan dayakeluaran saat musim kemarau.

Tabel 4.2. Hasil Pengukuran dananalisa debit dan lebar perhitungan dayakeluaran saat musim kemarau.

Tabel 4.3. Hasil Pengukuran rata –rata Kedalaman,Debit dan Daya

keluaran saat musim kemarau danpenghujan.

3.2 Analisis Daya ListrikDari hasil analisis debit dan head

maka daya listrik yang dapat dibangkitkandapat dihitung dengan persamaan 2.1 danBesarnya daya yang dibangkitkanberdasarkan data dilapangan danpenggunaan persamaan 2.4 maka besarnyasecara detail ditunjukkan pada tabel 4.4

Tabel 4.4. Debit air dan jumlahtegangan yang dihasilkan

Gambar 3.1 Skema perhitungan daya

3.3 Penentuan Lokasi Dan JaringanKriteria dalam penentuan lokasiPLTMh adalah sebagai berikuta) Mempunyai ketersediaan debit

yang cukup.b) Terdapat besarnya tinggi jatuh.c) Kondisi topografi yang

memungkinkan untukpenempatan fasilitas bangunan.

d) Berada tidak jauh dari daerahpelayanan

e) Tidak mempengaruhi sistimpengairan yang sudah ada

Untuk penempatan lokasibangunan pada PLTMh inisebagaiberikut:

a) Intake disesuaikan dengan hasilsurvey.

b) Dari intake air dialirkan melaluipengahantar berupa saluranterbuka direncakan sesuaisaluran air yang sudah ada.

c) Letak pipa pesat direncanakansekitar 50 meter disebelah hilirintake untuk menenangkan alirandibuatkan kolam penenang.

d) Power house ditempatkandidepan bagian bawah pen-stockdengan tinggi jatuh lebih kurang6 meter. Debit air keluaran dariturbin dialirkan ke saluranpersawahan yang beradadisebelah punggungan arahselatan sungai pedamaran.

Perencanaan sistem kelistrikanPLTMh Setren ini akan optimal bilaberdasarkan pada pertimbanganinvestasi awal yang rendah dengankeandalan yang cukup baik. Sistimharus dapat dengan mudahdikembangkan apabila akandilaksanakan interkoneksi denganjaringan PLN PLTMh Setren dengankapasitas 1 x 20.72 Kw karenaketersediaan dipasar makamenggunakan 1 x 20 Kw.

Gambar 3.2 Denah Lokasi PLTMh

Energi listrik yang dihasilkanakan disalurkan melalui sistem hantaranudara tegangan rendah (HUTR) 380/220volt. Hantaran udara tegangan rendah iniakah dibangun sepanjang jalan desa.

IV. DAFTAR PUSTAKADamastuti, Anya P. Mei – juni 1997.“Pembangkit Listrik TenagaMikrohidro”. WACANA No. 8 .hlm.11 & 12.Endy Sjaiful Alim dan Hary Ramza.2009.”Impementasi PembangunanPembangkit Listrik Tenaga Mikrihidro(PLTMh) di Pesantren LatansaKampung Parakan Santri KabupatenLebak – Banten”. Teknik ElektroFakultas Teknik, UHAMKA Jakarta.Marte, Mochamad. 2010. “StudiKelayakan Pembangkit Listrik TenagaMikrohidro (PLTMh) Menggunakan

Turbin Francis di Bendungan BanjirKanal Barat Semarang”. TeknikMesin Fakultas Teknik, UniversitasDiponegoro Semarang.Sudargana, dkk. 2003. “StudiKelayakan PLTMh di Sungai SorosidoDukuh Pekuluran Desa SidoharjoKecamatan Doro KabupatenPekalongan”. Fakultas Teknik,Universitas Diponegoro Semarang.

DAM

INTAKE DAN BAK PENENANG

PIPA PESAT 4”‘

SUNGAI UTAMA

SUMBER MATA AIR

JALAN DESA

POWERHOUSE

JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS …eprints.ums.ac.id/28919/8/MAKALAH.pdf ·...

Documents

Transcript of JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS …eprints.ums.ac.id/28919/8/MAKALAH.pdf ·...