L2F008103_MKP.pdf

MAKALAH SEMINAR KERJA PRAKTEK

PERENCANAAN OPERASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR

(PLTA) JELOK

Akbar Kurnia Octavianto (L2F008103)1, Dr. Ir. Hermawan,DEA.

2

1Mahasiswa dan

2Dosen Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

Jalan Prof. Sudharto S.H Tembalang, Semarang

Abstrak- Pada masa sekarang ini kebutuhan akan sumber tenaga listrik sangat besar seiring bertambahnya jumlah penduduk makin besar pula listrik yang dibutuhkan dan perkembangan di berbagai aspek

seperti industri, ekonomi, dan pertanian. Oleh karena itu dibutuhkan sumber tenaga listik yang mampu mencukupi

semua aspek tersebut.

Salah satu cara yang paling ekonomis, mudah dan aman untuk mengirimkan energi adalah melalui bentuk

energi listrik. Pada pusat pembangkit, sumber daya primer seperti bahan bakar fosil (minyak, gas alam, dan

batubara), hidro, panas bumi dan nuklir diubah menjadi energi listrik. Pada dasarnya semua tipe pembangkit listrik tenaga air memiliki prinsip proses produksi tenaga listrik yang hamper sama, mungkin yang membedakan produksi

bentuk dan ukuran dari peralatan pembangikit yang digunakan.

Perencanaan pembangkitan adalah suatu proses kegiatan perencanaan yang rumit yang bertujuan untuk

mencari dan memilih suatu rencana yang optimal diantara beberapa alternatif rencana yang tersedia. Rencana

yang optimal tersebut harus memenuhi total biaya pembangkitan yang minimum dengan batasan keandalan,

lingkungan dan ketersediaan pendanaan.

kata kunci: Teknik tenaga listrik, PLTA, Perencanaan pembangkit operasi

I. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Pada masa sekarang ini kebutuhan akan

sumber tenaga listrik sangat besar seiring

bertambahnya jumlah penduduk makin besar

pula listrik yang dibutuhkan dan perkembangan

di berbagai aspek seperti industri, ekonomi, dan

pertanian. Oleh karena itu dibutuhkan sumber

tenaga listik yang mampu mencukupi semua

aspek tersebut.

Kebutuhan energi merupakan hal yang

sangat penting dalam seluruh kehidupan

manusia untuk meningkatkan kesejahteraan

hidup. Salah satu kebutuhan yang tidak dapat

dipisahkan lagi dalam kehidupan manusia pada

masa sekarang ini adalah kebutuhan energi

listrik. Pemanfaatan energi listrik ini secara luas

telah digunakan untuk kebutuhan rumah tangga,

komersial, instansi pemerintah, industri dan

sebagainya.

Secara tradisional potensi air digunakan

sebagai sumber air baku bagi air minum,

kegiatan rumah tangga sehari-hari seperti mandi,

memasak dan mencuci. Selain itu air sungai juga

digunakan untuk irigasi lahan pertanian. Di

daerah-daerah yang aliran air sungainya

menuruni suatu ketinggian, air dapat

dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik. Prinsip

kerja pembangkit listrik tenaga air adalah

mengubah energi potensial air pada ketinggian

tertentu menjadi energi putar mekanis dengan

menggunakan turbin air. Energi mekanis

tersebut kemudian diubah menjadi listrik

menggunakan generator.

1.2 Tujuan a. Menambah informasi dan pengetahuan

mengenai prinsip yang dipelajari selama

kuliah dengan aplikasinya di lapangan.

b. Mengetahui tata cara pembuatan rencana operasi di pembangkit

c. Mengetahui hal-hal yang mempengaruhi perencanaan operasi pada PLTA Jelok

d. Mengetahui prosentase keandalan hasil kWh dari PLTA Jelok

e. Mengetahui apa saja pengaruh pertimbangan target operasi PLTA Jelok.

1.3 Batasan Masalah

Dalam laporan kerja praktek ini hanya

membahas perencanaan operasi pembangkit

listrik tenaga air (PLTA) Jelok, tidak membahas

masalah pembangkitan umum PLTA Jelok

secara detail.

II. Tinjauan Pustaka

Salah satu sarana pemenuhan energi

listrik yaitu dengan dibangun sebuah

pembangkit listrik tenaga air. Didalam sebuah

pembangkit listrik tenaga air tersebut terdapat

sarana-sarana penunjang untuk melakukan

proses produksi energi listrik diataranya yaitu

generator, turbin, transformator, dan lain-lain.

Keseluruhan peralatan tersebut saling berkaitan

satu sama lain. Jika sebuah peralatan tersebut

mengalami kerusakan maka akan menghambat

proses produksi tenaga listrik.

2.1 Sistem Pembangkit Listrik

Generator akan mengubah energi

mekanis pada poros turbin menjadi energi listrik,

melalui transformator penaik tegangan ( step-up

transformer) energi listrik ini kemudian dikirim

melalui saluran transmisi bertegangan tinggi

menuju pusat beban. Peningkatan tegangan

dimaksudkan untuk mengurangi jumlah arus

yang mengalir pada saluran transmisi. Dengan

demikian saluran transmisi bertegangan tinggi

akan membawa aliran arus yang rendah dan

berarti mengurangi rugi panas (heat loss) I2

. R

yang menyertainya.

Elemen pokok sistem tenaga dapat

dilihat pada diagram blok sistem pembangkit

dibawah ini :

Gambar 1 Diagram Blok Sistem Tenaga Listrik

2.2 Prinsip Pembangkitan Tenaga Air

Pembangkitan tenaga air adalah suatu

bentuk perubahan tenaga dari tenaga air dengan

ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga

listrik, dengan menggunakan turbin air dan

generator. Daya (power) yang dihasilkan dapat

dihitung berdasarkan rumus berikut :

P = 9,8 H Q (kW)

Dimana: P = Tenaga yang dikeluarkan

secara teoristis

H= Tinggi jatuh air efektif (m)

Q= Debit air (m3/s)

Pada umumnya tenaga air ekonomislah

yang dianggap sebagai potensi tenaga air.

Namun dengan kemajuan dibidang tenologi dan

perubahan konsep tentang ekonomi potensi

tenaga air, maka kategori potensial tenaga air

ekonomis dan potensi tenaga air diperluas

hingga meliputi tenaga air teoritis, dan tidak ada

perbedaan yang tegas.

2.3 Sumber Air dan Pemakaian Air PLTA

Jelok

Air berfungsi sebagai penggerak mulai

dari turbin air yang berasal dari Rawa Pening

yaitu danau alam yang merupakan penampungan

dari sungan Candi Dukuh, Sungai Prapak, dan

sungai-sungai lain disekitarnya. Keadaan sumber

air ini adalah sebgai berikut:

a. Keadaan maksimum pada musim penghujan:

Tinggi permukaan dari permukaan air laut = 463,600 m

Luas permukaan = 2620 Ha

Volume Rawa Pening

= 35,3 x 106 m3

b. Keadaan minimum/musim kemarau:

Tinggi permukaan dari permukaan air laut = 460,50 m

Luas permukaan = 650 Ha

Volume Rawa Pening

= 13 x 106 m3

2.4 Perencanaan Operasi Pembangkit

Secara Umum

Perencanaan pembangkitan adalah suatu

proses kegiatan perencanaan yang rumit yang

bertujuan untuk mencari dan memilih suatu

rencana yang optimal diantara beberapa

alternatif rencana yang tersedia. Rencana yang

optimal tersebut harus memenuhi total biaya

pembangkitan yang minimum dengan batasan

keandalan, lingkungan dan ketersediaan

pendanaan. Hal ini dilakukan dengan

mempertimbangkan ketidakpastian yang ada

dalam perencanaan pembangkitan, seperti :

Berapa persen perkiraan pertumbuhan

beban per tahun

Perkiraan ketersediaan dan harga bahan

bakar

Bentuk kurva beban

Ketersediaan alternatif unit pembangkit

baru , dan lain-lain.

2.5 PLTA Run Off River

Umumnya air yang mengalir pada

perbedaan ketinggian terletak di daerah hulu,

sehingga pembendungan air untuk mendapatkan

ketinggian jatuh air berpengaruh pada volume

aliran air di daerah hilir. Karena air memiliki

fungsi lain terutama untuk irigasi pertanian dan

air baku bagi keperluan air minum dan

keperluan rumah tangga lainnya maka

pembangunan bendungan yang dapat

mengganggu kuantitas aliran air ke hilir.

Solusi untuk mencegah terjadinya

konflik penggunaan air adalah tidak melakukan

pembendungan dan membiarkan air mengalir

pada aliran alaminya. Pembangkit yang

menggunakan teknik ini dikenal sebagai

pembangkit listrik tenaga air run off river seperti

pada PLTA Jelok.

Karena difungsikan pada aliran

alaminya, maka pembangkit jenis ini umumnya

digunakan di pembangkit-pembangkit skala

kecil dari skala minihidro dan mikrohidro yang

daya keluarannya berkisar antara 300 kW

sampai dengan 10 MW. Selain itu pembangkit

ini juga beroperasi 24 jam sesuai dengan kondisi

aliran air alaminya.

III. Analisa Dan Pembahasan

3.1 Perencanaan Operasi PLTA Jelok

Perencanaan operasi pada PLTA jelok

yang terpenting berdasarkan jumlah atau debit

air yang ada. Musim juga sangat berpengaruh

pada proses pembangkitan PLTA karena sangat

membutuhkan pasokan air. Kemudian

perencanaan operasi yang lain adalah jatah air

dari direktorat jenderal sumber daya air dibawah

kementrian pekerjaan umum, dan yang terakhir

perencanaan operasi pada PLTA Jelok.

1. Musim

Letak geografis Indonesia menyebabkan

wilayah Indonesia memiliki iklim muson, yang

berpengaruh terhadap perubahan musim di

Indonesia.

Musim Hujan

Musim hujan di Indonesia terjadi pada

bulan Oktober sampai April. Musim hujan di

Indonensia disebabkan oleh hembusan Angin

Muson Barat yang bertiup dari Benua Asia yang

bertekanan maksimum ke Benua Australia yang

bertekanan minimum. Angin Muson Barat ini

banyak membawa uap air, sehingga di sebagian

besar wilayah Indonesia mengalami musim

hujan.

Musim Kemarau

Musim kemarau di Indonesia terjadi

pada bulan April sampai Oktober. Musin

kemarau disebabkan oleh hembusan angin

muson timur yang bertiup dari Benua Australia

yang bertekanan maksimum ke Benua Asia

yang bertekanan minimum. Hembusan angin ini

sedikit membawa uap air sehingga Indonesia

mengalami musim kemarau.

Pembahasan

Pada musim penghujan operasi pada PLTA

dapat berjalan optimal dan maksimal. Karena

dari 4 mesin (15 MW) yang dimiliki dapat

beroperasi semua sehingga daya yang dihasilkan

dapat mencapai dari target yang diharapkan dan

bahkan melebihi target atau surplus.

Sebaliknya pada musim kemarau yaitu terjadi

pada bulan april sampai oktober PLTA Jelok

mulai mengurangi operasi mesin generator

karena ketersediaan air yang berkurang. Pada

musim kemarau biasanya dari 4 unit dimatikan 2

unit atau 3 unit tergantung kapasitas air yang

tersedia dan pertimbangan lainnya dari lifetime

atau jam kerja dari mesin itu sendiri.

2. Jatah Air Dari Direktorat Jendral Sumber Daya Air

Profil Direktorat Jendral Sumber Daya

Air Dinas Pekerjaan Umum yang beroperasi di

wilayah waduk rawa pening merupakan daerah

kerja Balai Besar Wilayah sungai Pemali-Juana,

yang bertugas untuk mengontrol penggunaan air

yang ada di wilayah kerjanya, penggunaan air

tidak sembarangan digunakan atau dimanfaatkan

seenaknya karena akan dapat merusak suatu

sistem ekosistem pada daerah tertentu.

Balai Besar Wilayah Sungai Pemali -

Juana bertugas melaksanakan pengelolaan

sumber daya air yang meliputi perencanaan,

pelaksanan konstruksi, operasi dan pemeliharaan

dalam rangka konservasi sumber daya air,

pengembangan sumber daya air, pendayagunaan

sumber daya air dan pengendalian daya rusak air

pada wilayah sungai. Balai Besar Wilayah

Sungai Pemali - Juana menyelenggarakan

fungsi:

a. Penyusunan pola dan rencana pengelolaan

sumber daya air pada wilayah sungai;

b. Pengelolaan sumber daya air yang

meliputi konservasi sumber daya air,

pengembangan sumber daya air,

pendayagunaan sumberdaya air dan

pengendalian daya rusak air pada wilayah

sungai;

c. Penyiapan rekomendasi teknis dalam

pemberian ijin atas penyediaan,

peruntukan, penggunaan dan pengusahaan

sumber daya air pada wilayah sungai;

d. Pengelolaan sistem hidrologi;

Struktur Organisasi di Direktorat Jendral

Sumber Daya Air

Gambar 2 Struktur Organisasi Dirjen SDA

Pembahasan

Pemanfaatan air harus dapat dikontrol

dengan baik oleh Dirjen SDA agar ketersediaan

air dapat terus dijaga, dan tidak merusak

ekosistem yang berada pada wilayah tertentu.

Penggunaan yang besar dan seenaknya saja

tanpa dikontrol dapat menyebabkan kerusakan

alam sekitar, maka dari itu Dirjen SDA bertugas

untuk mengontrolnya.

Jatah air yang digunakan di PLTA Jelok

diatur sepenuhnya oleh Dirjen SDA, jadi

rencana operasi harian PLTA Jelok bergantung

dari jatah air yang diberikan oleh Dirjen SDA

tadi yang dikontrol langsung menggunakan Dam

Tuntang yang terletak di sungai tuntang yang

operasionalnya di operasikan oleh pegawai dari

PLTA Jelok atas arahan dari Dirjen SDA.

Pada saaat musim kemarau penjatahan

air dilakukan sangat ketat. Air dari rawa pening

tidak hanya digunakan untuk PLTA Jelok

melainkan untuk irigasi dan penggunaan air

lainnya sehingga harus benar-benar dijaga

penggunaanya.

3. Perencanaan Taret Operasi Perencanaan target operasi dari PLTA

Jelok merupakan perencanaan tahunan yang

dirancang atau disusun sendiri oleh manajemen

PLTA Jelok yang digunakan untuk mengetahui

operasi yang akan dilakasanakan pada bulan-

bulan tertentu.

Contoh Perhitungan kWh Tiap Bulan Pada

PLTA Jelok

Contoh perhitungan rata-rata keluaran kWh

PLTA Jelok :

Diket : Daya yang dikirim per jam : 15 MW

Perhitungan : 15 MW = 15.000 kW per jam

Untuk 1 hari = 15.000 x 24 jam =

360.000 kWh/Hari

Untuk 1 bulan = 360.000 x 30 hari =

10.800.000 kWh/ Bulan

Tabel 1 Rencana produksi & realisasi kWh

PLTA Jelok tahun 2011

Tabel 2 Rencana & realisasi pemakaian sendiri

PLTA Jelok tahun 2011

Perencanaan atau target operasi pada tabel diatas

khususnya pada PLTA Jelok didasarkan pada :

1. Kapasitas mesin ( Daya output mesin) 2. Musim 3. Rata-rata realisasi selama 5 atau 10

tahun yang berturut- turut.

Kapasitas mesin yaitu merupakan

kemampuan mesin untuk menghasilkan daya

keluaran maksimal apabila di PLTA Jelok total

daya yang dapat dihasilkan maksimal sekitar 15

MW. Musim sangat berpengaruh sekali dalam

pengoperasian PLTA Jelok, ketika jumlah air

banyak seperti pada musim penghujan maka

target yang ditetapkan pasti besar atau

maksimal. Hal yang mempengaruhi target atau

rencana operasi PLTA Jelok juga didapatkan

dari rata-rata realisasi 5 atau 10 tahun terakhir

karena hasilnya tidak jauh berbeda maka dapat

dijadikan salah satu pengaruh terhadap rencana

operasi PLTA Jelok. Dapat kita lihat

perencanaan target operasi total produksi pada

bulan juli realisasinya melampaui target itu

dikarenakan masih musim hujan sehingga debit

air yang ada di rawa pening masih besar dan

jatah penggunaan dari Dirjen SDA masih banyak

untuk PLTA Jelok.

Triwulan Bulan Rencana

(Target) Realisasi selisih

Surplus

%

Total

%

I

Januari 14.012 14.956 944 6,74 106,74

Pebruari 12.844 13.776 932 7,26 107,26

Maret 14.384 14.997 613 4,26 104,26

II

April 14.404 14.273 -131 -0,91 99,09

Mei 13.512 15.194 1.682 12,45 112,45

Juni 11.896 13.990 2.094 17,60 117,60

III

Juli 17.784 14.910 -2.874 -16,16 83,84

Agustus 10.964 11.142 178 1,62 101,62

September 10.380 12.869 2.489 23,98 123,98

IV

Oktober 10.592 9.399 -1.193 -11,26 88,74

November 11.892

Desember 13.200

Jumlah 155.864

1.045,57

Rata-

rata 87,13

Triwulan Bulan Rencana (Target)

Realisasi selisih Surplus

% Total %

I

Januari 9,103,416 10,807,104 1.703.688 18,71 118,71

Pebruari 8,813,384 9,349,199 535.815 6,08 106,08

Maret 10,585,720 10,824,121 238.401 2,25 102,25

II

April 10,605,164 11,063,668 458.504 4,32 104,32

Mei 9,518,208 11,404,008 1.885.800 19,81 119,81

Juni 8,284,432 9,439,199 1.154.767 13,94 113,94

III

Juli 7,063,540 10,633,007 3.569.467 50,53 150,53

Agustus 4,855,324 6,149,682 1.294.358 26,66 126,66

September 3,671,220 5,593,357 1.922.137 52,36 152,36

IV

Oktober 4,016,408 4,616,843 600.435 14,95 114,95

November 6,064,364

Desember 8,259,764

Jumlah 90,840,964 89,880,188 13,363,352 209,61 1.209,62

Perhitungan Prosentase Produksi kWh PLTA

Jelok

Jumlah kWh untuk beban maksimal 15 MW selama 1 tahun :

Diket : jumlah kWh yang dihasilkan untuk 1

bulan : 10.800.000 kWh

Jumlah kWh yang dihasilkan untuk 1 tahun :

jumlah kWh per bulan x 12 bulan=

10.800.000 x 12 = 129.600.000 kWh

Jumlah kWh realisasi tahun 2011 : Dengan permisalan pada bulan November dan

Desember hasil kWh realisasi mendekati jumlah

kWh pada target perencanaan :

November = 6.500.000 kWh

Desember = 8.600.000 kWh

Jadi :

Jumlah total kWh realisasi yang dihasilkan 1

tahun = 104.980.188 kWh

Nilai prosentase produksi PLTA Jelok

Jadi didapatkan produksi pada PLTA

Jelok sebesar 81 % dari total produksi jika

dengan beban maksimal 15 MW. Hal tersebut

dapat dikatakan bahwa PLTA Jelok memiliki

keandalan sistem produksi yang baik, karena

hampir pada tiap bulannya PLTA Jelok mampu

menghasilkan jumlah kWh diatas target yang

ditentukan.

Tabel 3 Total Produksi bulan Juli pada PLTA

Jelok

Gambar 3 Grafik Operasi Unit

Dapat dilihat dari grafik diatas

didapatkan kesimpulan bahwa operasi harian

dari awal juli hingga akhir juli cenderung

menurun walaupun hasil kWh melebihi target,

hal ini dikarenakan sudah memasuki musim

kemarau sehingga air yang ada di waduk rawa

-

4

8

12

16

20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Un

it / M

W

tanggal

Grafik Operasi Unit

Juli - Agustus 2011

Unit Operasi Beban

URAIAN Min Max

Unit Operasi 2 4

Beban 6.00 15.00

Elevasi 461.63 462.80

Buangan 0.50 2.00

Flow Penstock 1 2.72 7.53

Flow Penstock 2 3.05 8.47

Flow total 6.41 15.65

Temp Trafo Eksitasi #1 - 39.60




Temp Bantalan Turbin #1 - 58.10




Produksi 24 jam 163.63 375.68

pening menyusut sehingga penggunaanya harus

dibatasi.

IV. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

1. Berhasilnya opersional kerja dari suatu PLTA adalah karena kerjasama,

komunikasi dan koordinasi secara baik

diantara para unsur pelaksananya, dari

unsur pimpinan sampai para teknisinya.

PLTA Jelok telah dikelola dengan system

manajemen yang baik dan dilaksanakan

oleh teknisi-teknisi professional.

2. Perencanaan operasi pembangkit PLTA Jelok didasarkan dari 3 hal yaitu musim,

jatah air dari Dirjen Sumber Daya Air dan

yang terakhir yaitu perencanaan target

operasi.

3. PLTA merupakan pembangkit yang paling murah biaya operasionalnya karena

menggunakan bahan bakar yang tersedia

secara banyak dan gratis oleh alam yaitu

sumber daya air.

4. PLTA merupakan proyek yang sangat vital/penting guna menunjang

pembangunan, sistem pengawasan dan

evaluasi secara rutin di PLTA Jelok amat

menentukan dalam pengendalian proses

operasionalnya, sehingga PLTA Jelok

dapat dijamin keamanan dan

kehandalannya.

4.2 Saran

1. Perlu adanya penambahan efektivitas keandalan dari hasil daya keluaran yang

dihasilkan PLTA Jelok minimal lebih besar

dari 80 %

2. Pengelola PLTA Jelok diharapkan memberikan kebijaksanaan menambah

jumlah personelnya yang bertugas untuk

memberikan pengarahan serta bimbingan

pada mahasiswa praktikan, sehingga

kehadiran para mahasiswa tidak

mengganggu jadwal kerja.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Lister,Mesin dan Rangkaian Listrik, Edisi keenam, Erlangga, Jakarta, 1993.

[2] Marsudi, Ir. Djiteng, Pembangkitan Energi Listrik, Erlangga, Jakarta, 2005.

[3] Theraja. BL, Electrical Technology , S. Chand & Company LTD,Ram Nagar, New Delhi, 1994.

[4] www.indonesiapower.co.id

[5] www.google.co.id

[5] www.pu.go.id

BIODATA PENULIS

Akbar Kurnia

Octavianto

(L2F008103) lahir di

Semarang 06 Oktober

1990, menempuh

pendidikan di SDN

Banyumanik 02,

SMPN 21 Semarang,

SMAN 12 Semarang,

Dan saat ini masih

menempuh pendidikan di Teknik Elektro

Univertsitas Diponegoro Semarang konsentrasi

ketenagaan

Semarang, November 2011

Mengetahui dan Mengesahkan,

Dosen Pembimbing

Dr. Ir Hermawan, DEA

NIP. 96002231986021001

L2F008103_MKP.pdf

Documents

Transcript of L2F008103_MKP.pdf