KELAYAKAN FINANSIAL PLTMH DI DESA NAWANGAN, … · PLTMH Kedung Pasang menunjukkan nilai NPV...
-
Upload
nguyenkiet -
Category
Documents
-
view
224 -
download
1
Transcript of KELAYAKAN FINANSIAL PLTMH DI DESA NAWANGAN, … · PLTMH Kedung Pasang menunjukkan nilai NPV...
i
KELAYAKAN FINANSIAL PLTMH DI DESA
NAWANGAN, KECAMATAN NAWANGAN,
KABUPATEN PACITAN
FEASIBILITY ANALYSIS OF MICRO HYDRO PLANT
AT NAWANGAN VILLAGE OF PACITAN DISTRICT
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Disusun oleh :
DIANA DELLARIAM BAYU
I0113034
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2017
ii
KELAYAKAN FINANSIAL PLTMH DI DESA
NAWANGAN, KECAMATAN NAWANGAN,
KABUPATEN PACITAN
FEASIBILITY ANALYSIS OF MICRO HYDRO PLANT
AT NAWANGAN VILLAGE OF PACITAN DISTRICT
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Disusun oleh :
DIANA DELLARIAM BAYU
I0113034
Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program
Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Persetujuan:
Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II,
Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, M.T. Ir. Solichin, M.T.
NIP 19630120 198803 2 002 NIP 19600110 198803 1 002
iii
PENGESAHAN SKRIPSI
KELAYAKAN FINANSIAL PLTMH DI DESA
NAWANGAN, KECAMATAN NAWANGAN,
KABUPATEN PACITAN
FEASIBILITY ANALYSIS OF MICRO HYDRO PLANT
AT NAWANGAN VILLAGE OF PACITAN DISTRICT
Disusun oleh :
DIANA DELLARIAM BAYU
I0113034
Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada:
Hari :
Tanggal :
Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, MT ………………………………
NIP 19630120 198803 2 002
Ir. Solichin, MT ………………………………
NIP 19600110 198803 1 00 2
Ir. Adi Yusuf Muttaqien, MT ………………………………
NIP 19581127 198803 1 001
Ir.Sulastoro R.I., M.Si ………………………………
NIP 19521105 198601 1 001
Disahkan,
Tanggal:………………….
Kepala Program Studi Tekik Sipil
Fakultas Teknik UNS
Wibowo S.T., DEA
19681007 199502 1 001
iv
MOTTO
“My help comes from The Lord, who made heaven and earth”
(Psalm 121:2)
“Faith is the art of holding on to things in spite of your changing moods and
circumtances”
(C.S. Lewis)
v
PERSEMBAHAN
Puji dan syukur saya persembahkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas anugrahNya
sehingga Skripsi ini dapat diselesaikan. Segala terima kasih saya persembahkan
kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus, Allah yang senantiasa memberi kasih karunia
sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi ini dengan lancar dan tepat
waktu.
2. Orang tua saya yang selalu mendoakan, mendidik, mengasihi,
membimbing, dan mendukung saya. I Love You.
3. Adik saya, Jennifer, atas semua quotes skripsi dan chat motivasinya.
4. Keluarga besar, terutama Opa dan Oma untuk segala perhatiannya selama
masa perkuliahan saya.
5. Para mahasiswa air yang merupakan kelompok skripsi penelitian ini.
Teman-teman seperjuangan dari awal hingga akhir masa perskripsian. Baca:
Abi, Esther, Hannah, Riswandha, Siti, dan Sunu.
6. Teman-teman S1 Teknik Sipil 2013 yang selalu setia menemani dan
membantu, terimakasih atas semua dukungannya selama menjalani
perkuliahan.
7. Semua pihak yang selalu mendukung dan mendoakan dalam penyelesaian
skripsi ini.
vi
ABSTRAK
Diana Dellariam Bayu, Rintis Hadiani, Solichin, 2017. Kelayakan Finansial
PLTMH di Desa Nawangan, Kecamatan Nawangan, Kabupaten Pacitan. Skripsi. Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret.
Surakarta.
Desa Nawangan, Kecamatan Nawangan, Kabupaten Pacitan merupakan desa yang
memanfaatkan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) Kedung Pasang
sebagai sumber listrik tetapi daya yang dihasilkan belum mampu memenuhi
kebutuhan masyarakat sehingga perlu dilakukan revitalisasi dengan
memperhitungkan Analisis Harga Satuan dan potensi debit baru karena referensi
yang tersedia tidak lagi sesuai. Permasalahannya adalah investasi yang dibutuhkan
untuk pembangunan PLTMH harus memberikan keuntungan pada periode tertentu.
Penelitian ini menganalisis seberapa besar peningkatan potensi daya dan energi
PLTMH dengan merubah diameter pipa pesat dan mengganti turbin yang ada, serta
menghitung biayanya. Daya yang tersedia saat ini sebesar 112,5 kW dan energi
sebesar 82150,66 kWh.
Hasil analisis menunjukkan bahwa peningkatan daya dapat dilakukan sampai
sebesar 142,5 kW per tahun atau setara dengan 218%, peningkatan energi hingga
139.427 kWh per tahun, sedangkan keuntungan (benefit) berdasarkan jumlah
pengguna listrik PLTMH sebesar Rp44.566.169, meningkat Rp26.604.588,- dari
kondisi eksisting atau setara dengan 148,1%. Analisis ekonomi revitalisasi
PLTMH Kedung Pasang menunjukkan nilai NPV sebesar Rp6.717.110,- yang lebih
besar dari 0, nilai IRR sebesar 11% lebih besar dari nilai suku bunga yang
ditetapkan Bank Negara Indonesia 46 sebesar 10,25%, dan nilai BCR sebesar 1,19
lebih besar dari 1. Dengan demikian revitalisasi PLTMH Kedung Pasang layak
untuk dilaksanakan dengan perkiraan biaya investasi Rp10.321.342,- tiap kW.
Kata Kunci: Peningkatan Daya Listrik, Energi Listrik, PLTMH, Nawangan
vii
ABSTRACT
Diana Dellariam Bayu, Rintis Hadiani, Solichin, 2017. Feasibility Analysis of
Micro Hydro Plant at Nawangan Village of Pacitan District. Thesis. Civil
Engineering Department. Engineering Faculty. Sebelas Maret University.
Surakarta.
Nawangan Village of Pacitan Distric utilizes Kedung Pasang Micro Hydro Plant
(MHP) as a power source but the existing electricity power unable suffice the
demand so revitalization is needed by calculating the new unit price and debit
because the previous reference already invalid. The problem is that the investment
required for the construction of the MHP must provide benefits for a certain period.
This study analyzed the ratio of power and energy potential of PLTMH with
changes in pipe diameter and speed of existing turbines, and calculated the cost.
The available power is currently at 112.5 kW and energy is 82150.66 kWh.
The results of the analysis show that the power increase can be done up to 142,95
kW a year or equivalent 218%, the energy can be done up to 139.427 kWh a year,
meanwhile the benefit is Rp44.566.169, increase Rp26.604.588,- from existing
condition or equivalent 148,1% which is done by changing the diameter of penstock
and the turbine. Economyc analysis of Kedung Pasang MHP development plan
shows NPV of Rp6.717.110,- that is greater than 0, the value of IRR is 11% greater
than the interest rate set by Bank Negara Indonesia 46 of 10,25% and BCR value
of 1,19 is greater than 1, thus the revitalization of Kedung Pasang MHP feasible to
be implemented with an estimated investment cost Rp10.321.342,- per kW.
Keyword: Increased electrical power, electrical energy, MHP, Nawangan
viii
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penyusun panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
anugrahNya sehingga penyusun dapat menyelesaikan penelitian dengan judul
“Kelayakan Finansial PLTMH di Desa Nawangan, Kecamatan Nawangan,
Kabupaten Pacitan”. Penelitian ini merupakan salah satu persyaratan akademik
untuk meraih gelar Sarjana Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Dalam penyususnan laporan ini, penyusun banyak menerima bantuan dari berbagai
pihak, oleh karena itu, penyusun ucapkan terima kasih kepada:
1. Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, M.T. selaku dosen pembimbing I yang telah
memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi
2. Ir. Solichin, M.T. selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan
pengarahan selama penyusunan skripsi
3. Seluruh rekan mahasiswa Teknik Sipil UNS
4. Seluruh pihak yang tidak dapat penyusun sebutkan satu persatu yang telah
membantu kelancaran tugas hingga terwujudnya laporan ini.
Penyusun menyadari keterbatasan kemampuan dan pengetahuan sehingga masih
ada kekurangan dalam penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, kritik dan saran
pembaca diharapkan penyusun. Akhir kata, semoga skripsi ini bermanfaat bagi
penyusun khususnya dan pembaca umumnya.
Surakarta, Juni 2017
Penyusun
ix
DAFTAR ISI
JUDUL ..................................................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii
MOTTO ................................................................................................................. iv
PERSEMBAHAN ...................................................................................................v
ABSTRAK ............................................................................................................. vi
ABSTRACT ......................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii
DAFTAR NOTASI ...............................................................................................xv
BAB 1
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. 3
1.3 Batasan Masalah................................................................................................ 4
1.4 Tujuan penelitian ............................................................................................... 4
1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................................ 4
1.5.1 Manfaat Teoritis ......................................................................................... 4
1.5.2 Manfaat Praktis .......................................................................................... 4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI .................................................. 5
2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................................................... 5
2.2 Dasar Teori ...................................................................................................... 15
2.2.1 Daerah Aliran Sungai ............................................................................... 17
2.2.2 Data Lapangan ......................................................................................... 17
2.2.3 Evapotranspirasi ....................................................................................... 18
2.2.4 Uji Konsistensi Data Hujan ...................................................................... 20
x
2.2.5 Curah Hujan Rerata Bulanan dengan metode rata-rata aritmatik ............ 21
2.2.6 Transformasi Hujan-Debit GR2M ........................................................... 21
2.2.7 Debit Andalan .......................................................................................... 24
2.2.8 Metode Tahun Dasar Perencanaan (Basic Year) ..................................... 24
2.2.9 Perencanaan Bangunan Mikro Hidro ....................................................... 25
2.2.9.1 Bendung ........................................................................................... 25
2.2.9.2 Bak Penenang .................................................................................... 25
2.2.9.3 Pipa pesat (Penstock) ........................................................................ 25
2.2.9.4 Turbin ................................................................................................ 26
2.2.10 Analisis Ekonomi ................................................................................... 28
2.2.10.1 Analisis Ratio Manfaat Biaya (BCR = Benefit Cost Ratio) ........... 28
2.2.10.2 Analisis Nilai Netto Sekarang (NPV = Net Present Value) ........... 28
2.2.10.3 Analisis Tingkat Pengembalian Internal (IRR atau EIRR = Economic
Internal Rate of Return) ............................................................................... 29
BAB 3
METODE PENELITIAN ................................................................................... 31
3.1 Metode Penelitian............................................................................................ 31
3.2 Lokasi Penelitian ............................................................................................. 31
3.3 Data yang Dibutuhkan..................................................................................... 31
3.3.1 Data Primer .............................................................................................. 31
3.3.2 Data sekunder ........................................................................................... 32
3.4 Alat yang Digunakan....................................................................................... 32
3.5 Tahapan Penelitian .......................................................................................... 32
BAB 4
ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN ........................................................ 36
4.1 Analisis Data ................................................................................................... 36
4.2Analisis Curah Hujan Bulanan ......................................................................... 36
4.3 Evapotranspirasi .............................................................................................. 40
4.3Uji Konsistensi Data Hujan .............................................................................. 42
4.5 Analisis Debit .................................................................................................. 45
4.5.1 Analisis Debit Aliran ................................................................................ 45
xi
4.5.2 Analisis Debit Andalan .......................................................................... 47
4.6 Analisis Bangunan Sipil PLTMH Kondisi Eksisting ...................................... 51
4.6.1 Bendung Kondisi Eksisting ...................................................................... 51
4.6.2Bak Penenang Kondisi Eksisting .............................................................. 51
4.6.3Pipa Penstock Kondisi Eksisting ............................................................... 52
4.6.4Analisis Potensi Produksi Listrik .............................................................. 54
4.6.5 Analisis Produksi Listrik Berdasarkan Data Eksisting ............................ 54
4.7 Analisis Produksi Listrik Berdasarkan Desain Rencana ................................. 66
4.8 Perbandingan Hasil Penjualan Energi Listrik Eksisting dan Hasil Penjualan
Energi Listrik Rencana .......................................................................................... 84
4.9 Analisis Ekonomi ............................................................................................ 84
4.9.1 Rencana Anggaran Biaya ......................................................................... 85
4.9.2 Analisis Ekonomi Teknik ......................................................................... 94
4.10 Investasi ........................................................................................................96
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................... 97
5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 97
5.2 Saran ................................................................................................................ 98
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 99
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Peta Lokasi PLTMH Kedung Pasang .................................................3
Gambar 2.1 Model GR2M ...................................................................................22
Gambar 3.1 Lokasi PLTMH Kedung Pasang dengan Google Earth ...................31
Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian ....................................................................34
Gambar 3.3 Lanjutan Diagram Alir Penelitian ................................................... 35
Gambar 4.1 Peta Lokasi Stasiun Hujan ................................................................37
Gambar 4.2 Grafik Kurva Massa Ganda ..............................................................44
Gambar 4.3 Debit Andalan Metode Basic Year (Q80) ........................................50
Gambar 4.4 Sketsa PLTMH Kedung Pasang Kondisi Eksisting ..........................53
Gambar 4.5 Grafik Daya Listrik Kondisi Eksisting .............................................59
Gambar 4.6 Sketsa PLTMH Kedung Pasang Kondisi Rencana ...........................71
Gambar 4.7 Grafik Potensi Daya Listrik Rencana ...............................................74
Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Potensi Daya Listrik Eksisting dan Rencana..75
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 0.1 Daftar Notasi ......................................................................................... xv
Tabel 2.1 Novelty Penelitian Kelayakan Finansial PLTMH .................................. 7
Tabel 2.2 Parameter GR2M .................................................................................. 22
Tabel 2.3 Daerah Operasi Turbin .......................................................................... 27
Tabel 4.1 Curah Hujan Bulanan Stasiun Hujan Nawangann ................................ 37
Tabel 4.2 Curah Hujan Bulanan Stasiun Hujan Pacitan ....................................... 38
Tabel 4.3 Curah Hujan Bulanan Rata-rata Stasiun Hujan Nawangan dan Stasiun
Hujan Pacitan ........................................................................................................ 38
Tabel 4.4 Data Evapotrasnpirasi ........................................................................... 40
Tabel 4.5 Hasil Uji Konsistensi Data Hujan ......................................................... 43
Tabel 4.6 Parameter GR2M .................................................................................. 45
Tabel 4.7 Rekapitulasi Debit GR2M ..................................................................... 46
Tabel 4.8 Debit rerata tahunan metode GR2M ..................................................... 48
Tabel 4.9 Debit Rerata tahunan diurutkan dari kecil ke besar .............................. 48
Tabel 4.10 Debit andalan (Q80) tahun 2012 berdasarkan metode tahun dasar
perencanaan (Basic Year) ..................................................................................... 49
Tabel 4.11 Perhitungan Tinggi Jatuh (Heff) Bulanan ........................................... 56
Tabel 4.12 Perhitungan Daya Listrik Berdasarkan Kondisi Eksisting .................. 58
Tabel 4.13 Perhitungan Potensi Energi Listrik Kondisi Eksisting ........................ 61
Tabel 4.14 Perhitungan Benefit Hasil Penjualan Berdasarkan Jumlah Pengguna
Listrik PLTMH Kedung Pasang Kondisi Eksisting .............................................. 64
Tabel 4.15 Perhitungan Tinggi Jatuh Kondisi Rencana ........................................ 69
Tabel 4.16 Perhitungan Daya Listrik Kondisi Rencana ........................................ 73
Tabel 4.17 Perhitungan Hasil Penjualan Seluruh Potensi Energi Listrik Kondisi
Rencana ................................................................................................................. 78
Tabel 4.18 Perhitungan Benefit Hasil Penjualan Berdasarkan Jumlah Pengguna
Listrik PLTMH Kedung Pasang Kondisi Rencana ............................................... 82
Tabel 4.19 Perbandingan Hasil Penjualan Energi Listrik Kondisi Eksisting dan
Rencana ................................................................................................................. 84
xiv
Tabel 4.20 Spesifikasi dan Volume Pekerjaan ...................................................... 86
Tabel 4.21 Daftar Harga Satuan Upah Tahun 2016 .............................................. 86
Tabel 4.22 Daftar Harga Satuan Bahan Tahun 2016 ............................................ 87
Tabel 4.23 Daftar Harga Satuan Pekerjaan Tahun 2016 ....................................... 88
Tabel 4.24 Total Rencana Anggaran Biaya .......................................................... 91
Tabel 4.25 Rekapitulasi Rencana Anggaran Biaya ............................................... 92
Tabel 4.26 Biaya pemeliharaan dan perawatan..................................................... 93
Tabel 4.27 Perhitungan NPV, IRR, BCR ............................................................. 95
xv
DAFTAR NOTASI
Tabel 0.1 Daftar Notasi
Simbol Keterangan Satuan
B Lebar bendung m
Bt Benefit pada tiap tahun Rp
Cd Koefisien debit
Ct Cost pada tiap tahun Rp
D Diameter m
Ea Tekanan uap air actual kPa
Es Tekanan uap air jenuh kPa
ET0 Evapotranspirasi mm/bulan
f Koefisien gesekan
g Percepatan gravitasi m/s2
h Head loss minor m
hf Head loss mayor m
Hb Tinggi jatuh bruto m
He Tinggi jatuh efektif m
Hl Tinggi jatuh dari tekanan air yang hilang m
i Data ke- mm
i Tingkat bunga %
K Koefisien resistansi valve
l Panjang m
n Jumalah data
p Puncak bendung m
P Curah hujan bulanan mm/bulan
P1 Aliran permukaan mm/bulan
P2 Kedalaman hujan mm/bulan
P3 Kedalaman hujan total mm/bulan
xvi
Q Debit m
3/dt
Qa Debit andalan m3/dt
r1 Tingkat bunga bawah %
r2 Tingkat bunga atas %
R Nilai routing mm/bulan
R80 Debit andalan m3/dt
Ri Curah hujan pada stasiun terukur mm
Rn Radiasi matahari netto di atas permukaan
tanaman
MJ/m2/hari
S0 Kelengasan awal tanah mm/bulan
S1 Kelengasan tanah akibat presipitasi mm/bulan
S2 Kelengasan tanah akibat presipitasi dan
evapotranspirasi
mm/bulan
S3 Kelengasan tanah akibat infiltrasi ke lapisan
tanah
mm/bulan
t Waktu ke- hari, bulan, tahun
T Suhu udara rata-rata °C
U2 Kecepatan angin pada ketinggian 2 m dari
atas permukaan tanah
m/s
v Kecepatan aliran m/s
X1 Kapasitas simpanan kelembaban tanah
X2 Koefisien penyerapan air tanah
Y0 Tinggi muka air di hulu bendung m
∆ Kemiringan kurva tekanan uap air terhadap
suhu
kPa/°C
ѱ Tanh antara evapotranspirasi dengan
kelengasan maksimum tanah
𝜑 Tanh antara curah hujan dengan kelengasan
maksimum tanah
γ Konstanta psikometrik kPa/°C