Studi Kelayakan Perencanaan Pltmh Di Saluran Irigasi Lodagung Pada Bendungan Wlingi Blitar - Copy

download Studi Kelayakan Perencanaan Pltmh Di Saluran Irigasi Lodagung Pada Bendungan Wlingi Blitar - Copy

of 50

description

sipil

Transcript of Studi Kelayakan Perencanaan Pltmh Di Saluran Irigasi Lodagung Pada Bendungan Wlingi Blitar - Copy

TUGAS RESUME JURNAL SEMINAR

STUDI KELAYAKAN PEMASANGAN PLTMH DI SALURANIRIGASI LODAGUNG PADA BENDUNGAN WLINGI BLITAR

Ridho Hashiddiqi1), Suwanto Marsudi2), Ery Suhartanto2)(1)Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya (2)Dosen Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Diresume oleh :

Muhammad Iqball

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANUNIVERSITAS GUNADARMA2015

BAB 1PENDAHULUAN

1.1LATAR BELAKANGKebutuhan listrik di Indonesia sebagian besar di supply dari sumber energi fosil yang menyebabkan cadangan minyak bumi pun semakin menipis. Disamping itu, cadangan batubara dan gas pun jumlahnya terbatas (unrenewable energy). Polusi yang ditimbulkan dari pembakaran sumber energi fosil juga menyebabkan terjadinya efek pemanasan global. Hal ini menuntut kita mencari sumber energi alternatif yang bersih dan tidak terbatas untuk menghasilkan listrik.Pembangkit listrik dengan tenaga air merupakan pembangkit yang paling ekonomis. Karena dengan dioptimalkannya penggunaan tenaga air untuk membangkitkan tenaga listrik maka dapat menekan penggunaan bahan bakar minyak yang harganya cenderung meningkat dan juga cadangannya semakin kecil.Sungai Brantas merupakan salah satu sungai besar di Jawa yang memiliki potensi yang belum dimaksimalkan pasalnya sebagian besar air sungai Brantas dipergunakan untuk kebutuhan irigasi, air baku dan PLTA. Dengan peningkatan kebutuhan energi maka sungai Brantas harus dimaksimalkan lagi potensinya mengingat masih banyak potensi yang tersimpan. pemanfaatan kanal irigasi dan tinggi jatuh yang terdapat pada bangunan melintang sungai untuk instalasi pembangkit listrik tenaga mikrohidro dan pembangkit listrik tenaga mikrohidro dapat membantu kebutuhan energi yang sedang meningkat.Studi ini bertujuan untuk menganalisa kelayakan dari perencanaan PLTMH dengan memanfaatkan debit air sungai dan bangunan irigasi yang dirasa dapat meningkatkan produksi energi listrik untuk memenuhi kebutuhan energi listrik yang meningkat.

1.2TUJUANPenelitian ini bertujuan untuk Studi Kelayakan Pemasangan PLTMH Di Saluran Irigasi Lodagung Pada Bendungan Wlingi Blitar.1. Memanfaatkan bangunan air yang sudah ada bisa dikembangkan menjadi unit pembangkit listrik dengan skala kecil (PLTMH). 2. Menghitung besar daya yang dibangkitkan PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro) untuk memenuhi kebutuhan energi listrik.3. Menentukan jenis turbin, generator, dan sistem pengontrolan yang akan digunakan dalam perencanaan PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro).4. Menganalisa Reduksi Gas Karbon (GHG) dan CER5. Menghitung analisa ekonomi PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro).

1.3BATASAN MASALAHAgar dalam pembahasan masalah lebih terarah pada topik yang dibahas maka penulis membatasi pembahasan meliputi:1. Studi ini mencakup berdasarkan elevasi muka air pada hulu bendungan Wlingi dan elevasi muka air pada saluran irigasi Lodagung dimana elevasi muka air pada hulu menggunakan ketetapan aturan operasi bendungan Wlingi dan elevasi pada hilir ditentukan berdasarkan analisa tail water level.2. Komponen Utama PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro).3. Daya yang mampu dihasilkan oleh PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro).4. Menganalisa Reduksi Gas Karbon (GHG) dan CER5. Analisa kelayakan ekonomi pembangunan PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro) dengan parameter nilai NPV, BCR, IRR, dan paid back period.

1.4SISTEMATIKA PENULISANSistematika penulisan yang digunakan untuk menguraikan penulisan secara terperinci adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang masalah, tujuan, batasan masalah, dan sistematika penulisan resume jurnal.BAB II TINJAUAN PUSTAKATinjauan mengenai Studi Kelayakan Pemasangan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) Mengemukakan teori-teori yang akan dipergunakan sebagai acuan dan dasar dalam pembahasan dan penganalisaan masalah meliputi klasifikasi energi, perencanaan pembangkit listrik tenaga mikrohidro, komponen bangunan hidraulik PLTMH, reduksi gas karbon (GHG) dan CER dan analisa kelayakan ekonomi.BAB III METODE PENELITIANBerisikan penjelasan uraian mengenai metode yang digunakan dalam penelitian dimulai dari pengumpulan data, evaluasi data dan analisis data yang sesuai dengan tujuannya.BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASANData yang digunakan diperoleh melalui analisa kondisi yang berlokasi pada bendungan Wlingi, Kabupaten Blitar. PLTMH direncanakan dengan memanfaatkan debit irigasi yang melewati saluran irigasi Lodagung kemudianakan dialirkan kembali menuju saluran irigasi. Dalam studi ini akan digunakan alternative debit untuk mendapatkan hasil yang optimum, analisa besar daya yang dihasilkan PLTMH, analisa reduksi gas karbon (GHG) dan CER, dan analisa ekonomi dengan parameter nilai NPV, BCR, IRR, dan paid back period.BAB V KESIMPULAN DAN SARANBerisi kesimpulan serta saran selama proses penelitian.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Aktifitas-aktivitas yang dilakukan harus berorientasi kepada pencapaian tujuan, agar penelitian ini memberikan manfaat yang sebesar-besarnya bagi peningkatan kesejahteraan masyarakat dan pengembangan sumber daya di daerah. Bagi daerah yang pertama kali melaksanakan pembangunan PLTMH, tahapan pembangunan PLTMH adalah sebagai berikut: 1. Studi kelayakan2. Desain dan engineering3. Implementasi 4. Pendampingan kegiatan pengelolaan dan pengembangan

2.1STUDI KELAYAKAN Studi kelayakan pembangunan PLTMH untuk pelistrikan desa dibagi menjadi 2 bagian:1. Studi kelayakan teknis2. Studi kelayakan sosial-ekonomi

2.1.1.Studi Kelayakan Teknis Studi kelayakan teknis dilakukan untuk mengetahui parameter-parameter potensi alam yang sangat menentukan untuk pengambilan keputusan pembangunan PLTMH di suatu lokasi. Studi ini juga memberikan data/informasi yang diperlukan oleh perancang sistem PLTMH dan pelaksana pembangunannya.A. Hidrologi Studi kelayakan hidrologi bertujuan untuk mendapatkan gambaran tentang potensi daya, kuantitas, dan kualitas air.1) Klarifikasi Pengukuran Head AirPengukuran head dapat dilakukan dengan menggunakan peta topografi, tetapi hasil yang diperoleh sangat kasar. Pengukuran head yang akurat dilakukan di lapangan, dapat dilakukan dengan berbagai metode pengukuran. Setelah didapatkan perkiraan head kotor (gross head), maka dilakukan penentuan head bersih (net head) yang berhubungan dengan perencanaan bangunan sipil.2) Klarifikasi Pengukuran Debit AirPengukuran debit air dilaksanakan pada saat bulan terkering atau kemarau yang biasa terjadi dalam setahun pada daerah tersebut. Hal ini untuk menjamin ketersediaan air untuk turbin. Pengukuran debit air dapat dilakukan dengan beberapa cara, tergantung kondisi alam dan ketersediaan alat.3) Pembuatan FDC (Flow Duration Curve)Untuk membuat plot diagram Fluktuasi Aliran air maka dilakukan penelitian terhadap data debit aliran air sungai sepanjang tahun. Penentuan FDC dapat melalui dua cara, yaitu : penentuan berdasarkan area tadah hujan (prediction by area-rainfall method) dan penetuan berdasarkan metoda korelasi (correlation method). Hal utama yang dilakukan dalam penentuan FDC baik melalui metoda area tadah hujan maupun metoda korelasi adalah pencatatan debit air, Q (flow, m3/sec) pada lokasi intake yang direncana. Hasil plot FDC akan menentukan kesimpulan perencanaan debit air (Q) yang akan diambil sebagai patokan dalam perhitungan, dimana Q diambil di bawah FDC. Keterbatasan data di lapangan akan menyulitkan pembuatan FDC. Apabila pembuatan FDC tidak dapat dilakukan, perencanaan debit air dapat didasarkan pada debit minimum yang tersedia. Untuk meningkatkan akurasi data perlu penggalian informasi dari masyarakat setempat.B. Pemilihan Lokasi dan Layout DasarPenentuan lokasi pembangunan PLTMH harus ditentukan secara cermat dengan memperhatikan kondisi geografis, keadaan tanah dan batuan, serta keadaan sungai.1) Studi GeologiStudi geologi dalam pembangunan mikrohidro akan memberikan informasi yang berharga untuk merencanakan pembangunan fasilitas sipil. Informasi mengenai kondisi alam, keadaan tanah dan batuan, serta pergerakan tanah yang diperoleh dari studi geologi akan membantu dalam menentukan lokasi terbaik bagi pembangunan fasilitas sipil. Di samping itu, informasi tersebut dapat membantu dalam merencanakan dan memprediksi biaya konstruksi beserta perawatannya. Studi geologi, meliputi pengumpulan informasi tentang :1. Pergerakan permukaan yang mungkin terjadi, seperti: batuan dan permukaan tanah yang dapat bergerak bila turun hujan lebat, pergerakan air dan lumpur.2. Pergerakan tanah di bawah permukaan yang mungkin terjadi, seperti : gempa atau pun tanah longsor.3. Tipe batuan, tanah, dan pasir. Hal ini berguna untuk mendesain pondasi sipil yang cocok, dan material yang cocok dengan kondisi tersebut.

2) Pemahaman Peta TopografiPemahaman peta topografi yang baik akan membantu kita dalam menentukan lokasi terbaik di mana memungkinkan untuk mendapatkan tinggi jatuhan air (head) yang memadai. Keadaan kontur tanah yang digambarkan oleh peta topografi sangat membantu dalam membuat lay out dasar sistem mikrohidro.3) Lokasi Bangunan IntakePada umumnya instalasi mikrohidro merupakan pembangkit listrik tenaga air jenis aliran sungai langsung, jarang yang merupakan jenis waduk (bendungan besar). 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 bendungan. Lokasi intake harus dipilih secara cermat untuk menghindarkan masalah di kemudian hari.4) Lokasi Rumah Pembangkit (Power house)Pada dasarnya setiap pembangunan mikrohidro berusaha untuk mendapatkan head yang maksimum. Konsekuensinya lokasi rumah pembangkit (power house) berada pada tempat yang serendah mungkin. Karena alasan keamanan dan konstruksi, lantai rumah pembangkit harus selalu lebih tinggi dibandingkan permukaan air sungai. Data dan informasi ketinggian permukaan sungai pada waktu banjir sangat diperlukan dalam menentukan lokasi rumah pembangkit. Selain lokasi rumah pembangkit berada pada ketinggian yang aman, saluran pembuangan air (tail race) harus terlindung oleh kondisi alam, seperti batu-batuan besar. Ujung saluran tail race tidak terletak pada bagian sisi luar sungai karena akan mendapat beban yang besar pada saat banjir, serta memungkinkan masuknya aliran air menuju ke rumah pembangkit.

C.Layout Sistem MikrohidroLayout sebuah sistem mikrohidro merupakan rencana dasar untuk pembangunan mikrohidro. Pada layout dasar digambarkan rencana untuk mengalirkan air dari intake sampai ke saluran pembuangan akhir. Layout tersebut harus memperhatikan aspek teknik dan ekonomi. Air dari intake dialirkan ke turbin menggunakan saluran pembawa air berupa kanal dan penstock. Penggunaan penstock memerlukan biaya yang lebih besar dibandingkan pembuatan kanal terbuka, sehingga dalam membuat layout perlu diusahakan agar menggunakan penstock sependek mungkin.2.1.2.Studi Kelayakan Sosial EkonomiStudi kelayakan sosial ekonomi dilakukan agar pembangunan PLTMH dapat memberikan manfaat seoptimal mungkin, dan lebih efesiensi dalam proses pembangunan.A. Analisis Potensi DaerahAnalisis potensi ekonomi desa dimaksudkan untuk mendapat gambaran umum tentang situasi kondisi dalam aspek ekonomi pedesaan tempat PLTMH direncanakan akan dibangun baik yang sudah muncul atau yang belum dikembangkan oleh masyarakat di desa yang bersangkutan. Aspek ekonomi pedesaan yang harus diperhatikan sebagai sebuah potensi antara lain :1. Keberadaan sumber daya alam potensial yang bernilai ekonomis; dapat dilihat dari lahan yang dipergunakan untuk keperluan produktif (sawah, kebun, ladang) dan juga lahan perairan yang dipergunakan untuk perikanan (kalau ada).2. Jenis pekerjaan dan tingkat pendapatan rata-rata penduduk desa; dilihat berdasarkan jenis-jenis pekerjaan yang ditekuni oleh penduduk setempat dan penghasilan yang diperoleh dari melakukan pekerjaan tersebut.3. Aktivitas usaha ekonomi produktif yang ada di desa; jenis-jenis usaha wiraswasta non-pertanian apa saja yang ada di desa tersebut (warung, bengkel, huller, dll).4. Jarak dari kota terdekat yang dapat dijadikan tempat suplai ke desa tersebut; berapa jauh kota terdekat dari desa tersebut yang, menjual bahan bangunan seperti semen, paku, besi beton, dll, serta berapa ongkos angkutan barang dan manusia yang harus dikeluarkan untuk mencapai desa tersebut.5. Material yang tersedia secara lokal di desa tersebut; bahan bangunan apa saja yang tersedia di desa tersebut (pasir, batu, kayu, dll).Dari data di atas diharapkan dapat dianalisis apakah daerah yang akan dibangun PLTMH tersebut mempunyai potensi secara ekonomis untuk dikembangkan dengan menilai secara umum setiap faktor tadi dan saling keterkaitannya dalam membentuk potensi ekonomi desa.B. Kajian Sosial DemografiKita hanya memerlukan gambaran secara umum mengenai kondisi sosial demografi masyarakat setempat. Oleh karena itu kita perlu melakukan observasi yang meliputi hal-hal sebagai berikut :1. Kehidupan sosial kemasyarakatan penduduk di desa tersebut; yang diamati di sini adalah pola hubungan sosial dan kecenderungan kehidupan sosial yang ada di masyarakat. 2. Lembaga-lembaga desa atau organisasi yang eksis dan establish di desa tersebut dan pengaruhnya; organisasi yang perlu untuk diamati meliputi organisasi pemerintahan desa dan organisasi kemasyarakatan, serta bagaimana pengaruhnya di masyarakat.3. Figur yang dihormati di desa tersebut, dan pengaruhnya terhadap masyarakat desa itu; perlu untuk diketahui siapa-siapa saja yang menjadi panutan bagi masyarakat setempat dan seberapa luas pengaruhnya terhadap orang-orang yang menganggap mereka sebagai panutan.4. Prasarana jalan ke desa tersebut; perlu diketahui ketersediaan sarana jalan dan bagaimana keadaannya, serta kendaraan umum yang menuju ke desa tersebut.5. Konsumen yang akan menjadi pelanggan listrik; perlu diobservasi secara umum seberapa besar keinginan masyarakat setempat terhadap kehadiran listrik.6. Jumlah kepala keluarga (rumah); apabila terjadi kesulitan, dapat diperkirakan dari berapa jumlah rumah yang ada di desa tersebut.7. Pola pemukiman penduduk; apakah penduduk tinggal secara terpencar atau menumpuk di suatu tempat yang dapat dianggap sebagai pusat desa. .8. Mata pencaharian penduduk(secara umum); per KK. 9. Penghasilan penduduk di lokasi itu per bulannya (kira-kira); per KK.C. Analisa Biaya Investasi Untuk analisa keuangan ini, diperlukaan data yang akurat tentang harga berbagai komponen PLTMH beserta biaya pembangunannya. Data biaya ini secara keseluruhan meliputi pembangunan fisik dan biaya yang harus dikeluarkan untuk menyiapkan masyarakat setempat. Dengan begitu kita dapat mengetahui kebutuhan biaya pembangunan yang harus dikeluarkan. Kemudian langkah-langkah yang kita lakukan adalah sebagai berikut :1. Tentukan sifat sumber dana apakah berupa grant, kredit investasi, atau dana pemerintah.2. Tentukan masa pengembalian seluruh investasi (Break Event Point) untuk skema pembangunan investasi (murni, atau sebagian dana bantuan).3. Rancang model pengembalian dana. (kepada investor, bank, atau kas lembaga pengelola PLTMH). 4. Buat proyeksi keuangan lengkap dengan aliran dana, neraca rugi laba, IRR, NPV.5. Tentukan berapa biaya yang harus ditanggung oleh masyarakat/konsumen perbulannya.6. Tentukan perkiraan biaya langganan listrik yang dapat dikeluarkan oleh masyarakat/konsumen perbulannya.Sumber dana perlu diketahui bentuknya untuk mengetahui berapa besar dana yang harus dikembalikan oleh masyarakat setempat melalui pembayaran iuran bulanan, yang berarti menentukan besar iuran bulanan yang harus di bayar oleh pelanggan. Apabila dari dana pembangunan tersebut memang ada bagian yang harus dikembalikan, maka perlu disepakati dengan pihak pemberi dana, berapa lama pinjaman tersebut harus dikembalikan. Kemudian dapat dibuat model pengembaliannya, apabila ternyata 100% dana pembangunan adalah hibah, maka komponen pengembalian pinjaman pada buku keuangan dapat dihapuskan. Selanjutnya dibuat proyeksi keuangan secara lengkap. Kemudian tentukan perkiraan biaya yang harus ditanggung oleh konsumen melalui iuran perbulannya.Dengan demikian kita dapat mengetahui proyeksi keuangan lengkap untuk membangun PLTMH di desa tersebut. Dan juga dapat kita perkirakan kesenimbangunannya dalam hal ekonomi. Tinggal kita tentukan saja nilai kelayakan pembangunan PLTMH di desa tersebut berdasarkan kriteria anggapan ideal yang telah kita tetapkan.

2.2.DESAIN DAN ENGINEERING 2.2.1.Bangunan SipilSetiap lokasi mikrohidro memiliki aspek hidrologi, topografi dan kondisi alam yang berbeda sehingga tidak ada standar desain untuk fasilitas teknik sipil. Pada batas-batas tertentu dapat digunakan desain yang hampir sama untuk beberapa lokasi mikrohidro dengan melakukan modifikasi pada beberapa bagian yang dianggap perlu. A. Bendungan dan IntakePada umumnya bendungan untuk instalasi mikrohidro dibedakan menjadi bendungan pemasukan (intake dam), bendungan penyimpan (storage dam) dan bendungan pengatur (regulating dam). Bendungan-bendungan penyimpan dan pengatur membendung air sungai untuk memperoleh tinggi terjun buatan (artificial). Disamping itu bendungan ini menampung, menyimpan dan memasukkan air ke turbin sesuai kebutuhan. Bendungan pemasukan menampung aliran air sungai untuk PLTA jenis aliran sungai langsung (run of river). Konstruksi bendungan untuk mikrohidro dapat berupa bendungan beton, bendungan urugan batu atau tanah, bendungan kerangka baja dan bendungan kayu. Bendungan dilengkapi dengan saluran pelimpahan (spillway) untuk mengalirkan air yang berlebih, pintu air, kolam pengendap pasir, dan pipa kuras.Bila kondisi di lapangan memungkinkan untuk mendapatkan head yang tinggi dan debit air yang cukup maka tidak perlu membangun bendungan. Hal ini banyak di temui pada instalasi mikrohidro dengan daya yang kecil. Sementara itu bangunan intake harus terlidung dari kerusakan akibat banjir. Intake harus selalu berada di bawah permukaan air untuk menjamin suplai air. Intake di tempatkan dekat bendungan atau pada tempat yang secara alamiah berfungsi sebagai bendungan. Intake dapat ditempatkan paralel dengan aliran air (side intake) atau melintang memotong arus (direct intake).B. Saluran Pembawa (Head Race)Saluran pembawa (head race) menyalurkan air dari intake sampai ke bak penenang, atau tempat mulainya pipa pesat (penstock). Saluran pembawa dapat berupa saluran terbuka, saluran tertutup atau terowongan. Apabila saluran air tersebut harus memotong sungai, lembah, dan semacamnya, maka dibuatlah bangunan penyalur air (aquaduct) atau sifon (syphon), sesuai dengan keadaan setempat.C. Pipa Pesat (Penstock)Sesuai dengan keadaan geografis dan geologi setempat, pipa pesat ini dapat dipasang tanpa penutup sepanjang permukaan tanah atau dipasang dengan dibungkus beton dalam terowongan di bawah tanah. Tergantung kepada keadaannya, mungkin juga dirancang pemasangan dua lajur pipa pesat atau lebih dengan diameter yang lebih kecil, menggantikan satu lajur pipa pesat berdiameter besar.Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam perencanaan pipa pesat yaitu :1) Tekanan pada pipa pesat2) Metode penyambungan3) Diameter dan rugi-rugi gesekan4) Berat dan kemudahan pemasangan5) Aksesibilitas6) Kondisi geografis dan geologi 7) BiayaD. Kolam Pengendap (Settling Basin)Kolam ini biasanya dibuat dengan memperdalam sebagian saluran penghantar dan menambahnya dengan saluran penguras. Fungsinya adalah untuk mengendapkan pasir dan menyaring kotoran yang hanyut sehingga air yang masuk ke turbin akan relatif bersih.E. Bak Penenang (Forebay Tank)Saluran penghantar akan berujung pada bak penenang yang berfungsi untuk menyaring akhir dan untuk mereduksi arus turbulensi air serta kemudian mengarahkannya untuk masuk ke pipa pesat sesuai dengan debit yang diinginkan, kolam atas ini harus dibuat dengan konstruksi beton.Pada saat perencanaan perlu diperhitungkan pula kemungkinan longsornya bak penenang ini mengingat biasanya kolam atas ini diletakkan dibagian paling atas dari suatu tebing yang miring. Untuk menghemat panjang pipa pesat memang biasanya kolam atas ini diletakkan sedekat mungkin diatas Powerhouse.F. Rumah Pembangkit (Powerhouse)Powerhouse ini bukan seperti bangunan rumah biasa. Di dalam power house, dipasang turbin dan generator yang selalu mendapat beban dinamis dan selalu bergetar. Dalam desain powerhouse, pondasi turbin-generator harus dipisahkan dari pondasi bangunan powerhouse-nya. Persoalan ini masih ditambah lagi dengan perlunya saluran pembuang di dalam powerhouse sampai keluar powerhouse.Dalam merencanakan powerhouse, perlu dipikirkan keleluasaan bongkar pasang turbin generator, karena bisa dipastikan setiap tahun turbin air harus diperiksa, artinya akan dibongkar secara berkala untuk perawatan.

2.2.2.Fasilitas Elektro-MekanikA. TurbinPerancangan dan pemilihan sebuah turbin air yang baik tergantung pada :1. Head yang tersedia2. Perencanaan debit air3. Daya yang diharapkan sesuai debit dan head yang tersedia4. Putaran turbin yang akan diteruskan ke generatorMetode yang sering dipakai untuk memilih jenis turbin air adalah dengan menentukan kecepatan spesifiknya. Kecepatan spesifik (Ns), merupakan suatu istilah yang dipakai untuk mengelompokkan turbin-turbin atas dasar unjuk kerja dan ukuran perimbangannya..B. Transmisi Daya Mekanik Transmisi daya bertujuan untuk menyalurkan daya poros turbin ke poros generator. Elemen-elemen transmisi daya yang digunakan terdiri dari: sabuk (belt), pulley, kopling, bantalan (bearing) dan cone clamp.Belt berfungsi untuk menyalurkan daya poros turbin ke poros generator. Belt harus cukup tegang sesuai dengan jenis dan ukurannya. Pulley disamping sebagai tempat/dudukan belt juga berfungsi untuk menaikkan putaran sehingga putaran generator sesuai dengan putaran daerah kerjanya. Sedangkaan kopling, bantalan dan cone clamp merupakan komponen/elemen pendukung.C. Sistem KontrolFrekuensi dan tegangan listrik yang dihasilkan oleh generator dipengaruhi oleh kecepatan putar generator. Perubahan kecepatan putar generator akan menimbulkan perubahan frekuensi dan tegangan listrik; pada batas-batas tertentu perubahan tersebut tidak membahayakan. Tujuan pengontrolan dalam mikrohidro adalah untuk menjaga sistem elektrik dan mesin agar selalu berada pada daerah kerja yang diperbolehkan. Semua peralatan listrik didesain untuk beroperasi pada frekuensi dan tegangan tertentu. Bila beroperasi pada frekuensi dan tegangan yang berbeda dapat mengakibatkan peralatan listrik cepat rusak.

D. Generator Generator berfungsi untuk mengkonversikan energi mekanik menjadi energi listrik. Untuk PLTMH dengan daya listrik terpasang di bawah 20 kW, biasanya dipergunakan IMAG (Induction Motor as Generator)

2.2.3.Transmisi & DistribusiUntuk instalasi mikrohidro ada beberapa bentuk sistem transmisi dan distribusi yang dapat dipakai. Pada dasarnya bentuk-bentuk tersebut dapat digolongkan menjadi sistem radial dan sistem loop (tertutup).A. Pemilihan TeganganTegangan sistem transmisi dapat berupa tegangan tinggi atau tegangan rendah. Untuk saluran transmisi yang panjang, penggunaan sistem tegangan tinggi dapat mengurangi rugi-rugi daya selama penghantaran tenaga listrik. Penggunaan sistem tegangan tinggi memerlukan transformator. Dengan demikian biaya yang dikeluarkan menjadi lebih mahal. Penggunaan transformator menuntut adanya pemeliharaan di samping memerlukan isolator yang mahal sebagai alat pelengkap kabel. B. PenghantarMaterial konduktor (kabel induk) yang sering dipilih adalah antara alumunium atau tembaga (copper). Untuk instalasi tegangan rendah banyak digunakan penghantar tembaga. Tembaga yang digunakan untuk penghantar umumnya tembaga elektrolistis dengan kemurnian di atas 99,5%.

C. Tiang dan PerlengkapannyaTiang listrik untuk jaringan tegangan rendah biasanya terdiri dari tiang tunggal. Tiang-tiang listrik dapat dibuat dari baja, beton bertulang atau kayu, dan dibuat dengan sistem konus. Penggunaan kayu untuk tiang listrik dapat menekan biaya, tetapi memerlukan proses pengawetan karena kelemahan dari tiang kayu adalah mudah kropos dan mudah patah. Jenis kayu yang banyak dipakai , terutama untuk jaringan distribusi adalah kayu ulin, rasamala, jati. Karena kekerasan dan kekuatannya , kayu ulin dapat digunakan tanpa diawetkan.

2.3KLASIFIKASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIRKlasifikasi dari pembangkit listrik tenaga air perlu ditentukan terlebih dulu untuk mengetahui karakteristik tipe pembangkit listrik, mengklasifikasikan sistem pembangkit listrik perlu dilakukan terkait dengan sistem distribusi energi listrik, apakah listrik dapat disalurkan melalui grid terpusat ataukah grid terisolasi. Klasifikasi pembangkit listrik dapat ditentukan dari beberapa faktor (Penche,2004:3) yakni:1) Berdasarkan tinggi jatuh (head)a. Rendah (< 50 m)b. Menegah (antara 50 m dan 250 m)c. Tinggi (> 250 m)2) Berdasarkan tipe eksploitasi dan tampungan aira. Dengan regulasi aliran air (tipe waduk)b. Tanpa regulasi aliran air (tipe run off river)3) Berdasarkan sistem pembawa aira. Sistem bertekanan (pipa tekan)b. Sirkuit campuran (pipa tekan dan saluran)4) Berdasarkan penempatan rumah pembangkita. Rumah pembangkit pada bendunganb. Rumah pembangkit pada skema pengalihan5) Berdasarkan metode konversi energia. Pemakaian turbinb. Pemompaan dan pemakaian turbin terbalik6) Berdasarkan tipe turbina. Impulseb. Reaksic. Reversible7) Berdasarkan kapasitas terpasanga. Mikro (< 100 kW)b. Mini (antara 100 kW dan 500 Kw)c. Kecil (antara 500 kW dan 10 MW)8) Berdasarkan debit desain tiap turbinA. Mikro (Q < 0,4 m3/dt)B. Mini ( 0,4 m3/dt < Q < 12,8 m3/dt)C. Kecil (Q > 12,8 m3/dt)

A. Debit desainDebit desain merupakan besarnya debit yang akan digunakan untuk mendesain atau menghitung komponen dan bangunan dalam PLTMH. Dalam studi ini digunakan debit operasi saluran irigasi yang kemudian dapat di analisa untuk mengetahui debit desain yang akan digunakan untuk menghitung bangunan PLTMH. Sedangkan operasi PLTMH menggunakan debit yang tersedia, jadi debit operasi PLTMH dapat berubah-ubah sesuai dengan permintaan debit operasi irigasi. Begitupula dengan energi yang dihasilkan akan bervariatif.

2.3.1Perencanaan bangunan PLTMHPerencanaan bangunan PLTMH dengan sistem tandon (reservoir) meliputi:A. Bangunan PengambilanBangunan pengambilan bisa terdiri dari:1. Pintu pengambilanPintu pengambilan direncanakan untuk mengambil air dari bendungan.2. penyaring (trashrack)Trashrack digunakan untuk menyaring muatan sampah dan sedimen yang masuk, umunya pernyaring direncanakan dengan menggunakan jeruji besi.B. Bangunan PembawaBangunan pembawa bisa berupa bangunan pembawa bertekanan (pipa pesat). Parameter desain yang direncanakan pada pipa pesat adalah:1. Diameter pipa pesatDiameter ekonomis pipa pesat dapat dihitung dengan persamaan:Sarkaria formula:

ESHA formula :

Doland formula :

Fahlbuch formula :

Gisalssous formula :

Keterangan :D : diameter pipa (m)n : koef kekasaran pipaQ : debit pada pipa (m3/dt)Hf : kehilangan tinggi tekan total pada pipa (m)H : tinggi jatuh (m)P : Daya (kW)Namun dalam penentuan diameter pipa pesat perlu diperhitungkan besarnya kehilangan tinggi dikarenakan hal ini akan memperngaruhi besarnya daya yang akan dihasilkan dan juga perlu diperhatikan keamanan terhadap gejala vortex.

2. Tebal pipa pesatTebal pipa pesat dapat dihitung dengan persamaan:Technical standart for penstock and gate:

USBR :

ESHA :

Keterangan :e: tebal pipa (mm) : tegangan baja yang SS400 (4000 kN/mm2) D : diameter pipa pesat ( m )t : tebal pipa pesat ( m )P : tekan hidrostatis pipa (kN/mm2)kf : efisiensi ketahanan (k = 1 untuk pipa utuh)es : tebal jagaan untuk sifat korosif (mm)

3. Kedalaman minimum pipa pesatKedalaman minimum akan berpengaruh terhadap gejala vortex, kedalaman minimum dapat dihitung dengan persamaan (Penche,2004 :120) :Ht > s

Keterangan :c: 0,7245 untuk inlet asimetris: 0,5434 untuk inlet simetrisV : kecepatan masuk aliran (m/dt)D : diameter inlet pipa pesat (m)

Gambar 1. Skema inlet pipa pesat

4. Sistem Pengambilan Melalui Pipa Pesat (Inlet)Sistem pengambilan pada mulut pipa pesat perlu diperhitungkan dengan tujuan untuk mengatur sistem regulasi debit air yang masuk ke dalam turbin baik saat kondisi operasional maupun kondisi perawatan ,intake pipa pesat biasanya didesain dengan menggunakan sistem katup (valve). Tipe katup yang sering diaplikasikan adalah :a. Gate valveb. Butterfly valvec. Needle valveC. Bangunan PembuangBangunan pembuang digunakan untuk mengalirkan debit setelah melalui turbin menuju ke sungai. Bangunan pembauang sendiri bisa direncanakan sesuai dengan kondisi lapangan. Umunya bangunan pembuang direncanakan dengan tipe saluran terbuka (saluran tailrace).a. Tinggi Jatuh EfektifTinggi jatuh efektif adalah selisih antara elevasi muka air pada bangunan pengambilan atau waduk (EMAW) dengan tail water level (TWL) dikurangi dengan total kehilangan tinggi tekan (Ramos, 2000:57).Persamaan tinggi jatuh efektif adalah:

Keterangan :Heff : tinggi jatuh efektif (m)EMAW: elevasi muka air waduk atau hulu bangunan pengambilan (m)TWL : tail water level (m)hl : total kehilangan tingi tekan (m)

Gambar 2. Sketsa Tinggi Jatuh Effektif

Kehilangan tinggi tekan digolongkan menjadi 2 jenis yaitu kehilangan pada saluran terbuka dan kehilangan pada saluran tertutup. Kehilangan tinggi tekan pada saluran terbuka biasanya terjadi pada intake pengambilan, saluran transisi dan penyaring.Kehilangan tinggi pada saluran tertutup dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu kehilangan tinggi mayor (gesekan) dan kehilangan tinggi minor. Kehilangan tinggi mayor dihitung dengan persamaan Darcy Wisbach (Penche,2004:38):

sedangkan kehilangan minor dihitung dengan persamaan (Ramos, 2000:64):

Keterangan :hf : kehilangan tinggi tekanV : kecepatan masuk (m/dt)g : percepatan gravitasi (m/dt2)L : panjang saluran tertutup / pipa (m)D : diameter pipa (m)f : koefisien kekasaran(moody diagram) : koefisien berdasarkan jenis kontraksi

2.3.2Perencanaan Peralatan Mekanik dan ElektrikPerencanaan peralatan mekanik dan elektrik meliputi:A. Turbin HidraulikTurbin dapat diklasifikasikan berdasarkan tabel berikut (Ramos,2000:88):

Sumber: Ramos, 2000:82Dalam perencanan turbin parameter yang mendasari adalah kecepatan spesifik turbin (Ns) dan kecepatan putar/sinkron (n) dimana kedua parameter tersebut dihitung dengan persamaan (USBR,1976: 14):

Keterangan :Ns : Kecepatan spesifik turbin (mkW)n : kecepatan putar/sinkron (rpm)P : daya (kW)H : tinggi jatuh effektif (m)f : frekuensi generator (Hz)p : jumlah kutub generator

nilai n bisa didapatkan dengan melakukan nilai coba-coba dengan persamaan:Untuk turbin francis:

Untuk turbin propeller :

setelah didapatkan nilai parameter tersebut maka dapat ditentukan parameter lain seperti:1) Titik pusat dan kavitasi pada turbinTitik pusat perlu diletakkan pada titik yang aman sehingga terhindar dari bahaya kavitasi. Kavitasi akan terjadi bila nilai aktual < kritis, dimana nilai kritis dapat dihitung dengan persamaan (USBR,1976: 22):

Sedangkan titik pusat turbin dapat dihitung dengan persamaan:

Keterangan :Ns : kecepatan spesifik turbin (mkW)c : koefisien thoma kritis : koefisien thomaHa : tekanan absolut atmosfer (Pa/g)Hv:tekanan uap jenuh air (Pw/g)H : tinggi jatuh effektif (m)Hs : tinggi hisap turbin (m)Z : titik pusat tubrinTwl: elevasi tail water levelb : jarak pusat turbin dengan runner (m)

2) Dimensi turbinDimensi turbin reaksi meliputi dimensi runner turbin, dimensi wicket gate, dimensi spiral case dan dimensi draft tube.

3) Effisiensi turbinEffisiensi turbin sangat tergantung pengaruh dari debit aktual dalam turbin dengan debit desain turbin (Q/Qd). Effisiensi turbin ditunjukkan pada gambar berikut (Ramos,2000:99):

Gambar 3. Grafik effisiensi turbinB. Peralatan ElektrikPeralatan elektrik PLTMH meliputi perencanaan generator, governor, speed increaser (jika perlu), transformer, switchgear dan auxiliary equipment.

2.3.3Analisa Pembangkitan EnergiProduksi energi tahunan dihitung berdasarkan tenaga andalan. Tenaga andalan dihitung berdasarkan debit andalan yang tersedia untuk pembangkitan energi listrik yang berupa debit outflow dengan periode n harian. (arismunandar, 2005:19)

Keterangan :E : energi tiap satu periode (kWh)H : tinggi jatuh efektif (m)Q : debit outflow (m3/dtk)g : effisiensi generatort : efisiensi turbinn : jumlah hari dalam satu periode

2.3.4Analisa Reduksi Emisi Gas KarbonAnalisa reduksi emisi gas karbon dihitung dengan persamaan (RETScreen, 2005:53):

Keterangan :GHG: Besaran reduksi gas karbon (kgCO2e)ebase : Faktor emisi gas karbon dari sumber tidak terbarukaneprop : Faktor emisi gas karbon dari sumber terbarukanEprop : besarnya daya bangkitan (kWh)prop : kehilangan daya pada gridnilai unit konversi produksi emsisi gas karbon per kWh adalah sebagai berikut:Tabel 2. Nilai konversi produksi emisi

Sumber: IPCC,2006

2.3.5Analisa Kelayakan EkonomiAnalisa ekonomi dilakukan untuk mengetahui kelayakan suatu proyek dari segi ekonomi. Dalam melakukan analisa ekonomi dibutuhkan dua komponen utama yaitu :a. cost (komponen biaya) meliputi biaya langsung (biaya konstruksi) dan biaya tak langsung (O&P, contingencies dan engineering) b. benefit (komponen manfaat).Manfaat didapatakan dari hasil penjualan listrik berdasarkan harga tarif yang berlaku dan pendapatan dari reduksi emisi gas karbon (CER).Parameter kelayakan ekonomi meliputi:1. Benefit Cost Ratio

2. Net Present Value

3. Internal Raye of Return

4. Analisa sensitivitasAnalisa sensitivitas dilakukan pada 3 kondisi yaitu:a. Cost naik 20%, benefit tetapb. Cost tetap, benefit turun 20%c. Cost naik 20%, benefit turun 20%

BAB 3METODE PENELITIAN

Gambar 3.1 Alur Penelitian Studi Kelayakan Pemasangan PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro) Di Saluran Irigasi Lodagung Pada Bendungan Wlingi BlitarBAB 4ANALISA DATA DAN PEMBAHASANA. Debit DesainAnalisa debit desain direncanakan menggunakan data debit saluran irigasi Lodagung pada bendungan Wlingi pada tahun 2006-2012. Debit desain yang digunakan adalah debit terbesar, terkecil dan rerata. Sedangkan debit operasi yang digunakan untuk pola operasi PLTMH nantinya adalah debit tiap periode dimana dalam satu bulan adalah tiga periode.Berikut adalah hasil analisa debit:Debit Maksimum: 14,370 m3/dtDebit Minimum : 7,380 m3/dt Debit Rerata : 11,231 m3/dtB. Desain Bangunan SipilBangunan pengambilan Pintu intake Data teknis pintu intake irigasi Lodagung adalah sebagai berikut:Tipe : roller gateElevasi dasar pintu : + 159,000mElevasi muka air tertinggi : + 163,500Elevasi muka air terrendah : + 162,000Tinggi muka air maks : 4,50 mTinggi muka air normal : 3,00 mDebit maksimum :17,50 m/detSaringan / Trashrack : 2 @ 3,20 m x 8,00 mPintu : 2 @ 2,00 m x 4,50 mTrashrackJenis bahan : besiBentuk jeruji : tipe kotak memanjangKemiringan trashrack : 90o Tebal jeruji : 8,0 mmJarak antar jeruji : 850 mmLebar jeruji : 800 mmBangunan pembawaPerencanaan Pipa Pesat (Penstock)Kajian perencanaan pipa pesat dalam studi ini meliputi: diameter pipa pesat, tebal pipa dan intake pipa pesat. Data teknis :Elevasi MA maks : +163,500Elevasi MA terendah : +162,000Elevasi dasar pipa pesat : + 159,000Jumlah pipa pesat : 2 buahDebit desain :14,370m3/dtPanjang pipa pesat : 60 meterJenis pipa : pipa lingkaran dari baja (cast iron)Tegangan ijin pipa :1400 kN/mmKoef kekasaran : 0,014Koef keamanan : 1,1Sudut kemiringan : 10oGross head : 9,82 meterDengan data teknis rencana diatas maka dapat direncanakan diameter pipa pesat. Debit desain yang digunakan adalah debit desain yang sudah di kalikan dengan koefisien keamanan, yaitu 14,370 x 1,1 = 15,807 m3/dt. Sehingga debit tiap pipa pesat adalah 15,807/2 = 7,903 m3/dt.Diameter pipa pesatPendekatan yang digunakan adalah pendekatan kecepatan maksimum dan minimum, kecepatan ideal pada pipa pesat dengan low head adalah 2,0 3,0 m/dt.Sarkaria formula:

D = 2,68 m , makaA = 0,25 D2 = 0,25 . 3,14 . 2,682 = 5,63 m2

ESHA formula :Persamaan diameter ekonomis ESHA (Penche,2004): Jika tinggi tekan karena gesekan pipa direncanakan 4% dari gross head maka:

Doland formula :

Fahlbuch formula :

Gisalssous formula :

Selanjutnya diameter dihitung dengan pendekatan kecepatan berdasarkan Mosonyi, yaitu: Kecepatan potensial aliran pada pipa pesat berdasarkan tinggi jatuh dihitung dengan:

Kecepatan yang bisa dicapai oleh pipa pesat berdasarkan tinggi jatuh yaitu 13,88 m/dt sehingga kecepatan maksimum masih bisa dicapai oleh pipa pesat (Vmaks =3,0m/dt). Untuk mencari diameter kisaran dihitung dengan:V maksimum = 3,0 m/dtV maksimum = 2,0 m/dt

Kisaran nilai diameter pipa pesat adalah 1,83 2,30 m, di ambil 1,90 m dengan kecepatan 2,79 m2/dt.Tabel 3. Diameter Pipa Pesat

Dengan hasil diatas diambil diameter pipa pesat dengan rata-rata dari tiap formula yaitu sebesar 1,98 m = 2,00 m. Tebal pipa menurut technical standart for penstock and gate:t = (D+800)/400t = (1980+800)/400 = 6,95 mm + 3 mm = 9,95 mmTebal pipa menurut USBR:t = (D+508)/400t = (1980+508)/400 = 6,21 mm + 3 mm = 9,21 mm ijin = /3 = 4000/3 = 1333 kg/cm

P = 9821 kN/mm2

Maka tebal pipa menurut ESHA:

Maka dari hasil perhitungan tebal pipa untuk tiap metode adalah:USBR : 9,21 mmESHA : 10,29 mmTechnical standart for penstock and gate: 9,95 mmDirencanakan tebal pipa pesat adalah 10 mm.Bangunan pembuangSaluran Tailrace dan Tail Water LevelSaluran tailrace berfungsi untuk membuang aliran setelah melewati turbin menuju sungai, dalam studi ini dikarenakan aliran air dari turbin akan dikembalikan ke saluran irigasi maka debit air akan dialirkan melalui saluran terbuka dimana diujung saluran akan direncanakan ambang lebar sebagai kontrol elevasi muka air (TWL). Bentuk ambang : ogee tipe ILebar ambang : 15 meterTinggi ambang : 0,5 meterElevasi ambang :+153,000(direncanakan)Elevasi dasar : +152,500Koefisien debit (C) : 1,7 m1/2/dtAnalisa elevasi muka air pada ambang dipergunakan sebagai acuan tail water level (TWL) untuk referensi tinggi efektif, elevasi muka air pada ambang dihitung dengan:Q = C B H 1,5 denganQ : debit melalui ambang B : lebar ambang (15 meter)C : koefisien debit (1,7)H : tinggi muka air diatas ambang(m)Dari persamaan tersebut dapat dihitung lengkung kapasitas ambang untuk tiap variasi ketinggian air, untuk debit 14,37m2/dt didapat tinggi muka air 0,68 m.Tabel 4. Perhitungan Tinggi Muka Air Diatas Ambang

Sumber: perhitungan

C. Tinggi Jatuh Efektif Tinggi jatuh efektif dalam studi ini mencakup berdasarkan elevasi muka air pada hulu bendungan Wlingi dan elevasi muka air pada saluran irigasi Lodagung. Dimana elevasi muka air pada hulu menggunakan ketetapan aturan operasi bendungan Wlingi yaitu +163,500 dan elevasi pada hilir ditentukan berdasarkan analisa tail water level pada analisa sebelumnya yakni +153,680 sehingga tinggi jatuh kotor (gross head) adalah 9,82 meter.Tabel 5. Tinggi Jatuh Efektif

Sumber: perhitungan

D. Perencanaan Peralatan Mekanik dan ElektrikTurbin HidraulikDalam studi ini digunakan beberapa metode dalam merencanakan turbin hidraulik, metode yang digunakan adalah metode Amerika (USBR), metode yang dikembangkan oleh European small hydropower association (ESHA) dan simulasi program TURBNPRO V3. Tabel 6. Rangkuman Spesifikasi Turbin Untuk Tiap MetodeSumber: perhitungan dan simulasiDari hasil perencanaan turbin hidraulik dengan menggunakan tiap metode pada tabel diatas digunakan desain turbin dengan metode Amerika (USBR) dikarenakan dari hasil perencanaandidapatkan nilai rasio daya dengan biaya yang rendah sehingga desain tersebut merupakan desain yang ekonomis.GeneratorGenerator direncanakan dengan menggunakan tipe generator yang biasa digunakan untuk PLTMH di Indonesia, generator yang digunkaan adalah generator sinkron 3 fasa dengan frekuensi 50 Hz.Generator sinkron harus memiliki kecepatan putaran dasar yang sama dengan turbin, pada analisa sebelumnya kecepatan dasar turbin yang dipergunakan adalah 375 rpm dengan jumlah kutub yang harus digunakan adalah 16 buah. Dan dengan melihat daya teoritis pada analisa sebelumnya maka efisiensi generator adalah 0,96 atau 96%.Peningkat Kecepatan (Speed Increaser)Peningkat kecepatan dibutuhkan untuk PLTMH dengan tinggi jatuh rendah untuk meningkatkan kecapatan turbin agar daya yang dibangkitkan menjadi maksimal, peningkat kecepatan didesain dengan tipe parallel shaft with helical gear. Pengatur Kecepatan (Governor)Pengatur kecepatan dibutuhkan untuk pengaturan kecepatan pada turbin dengan mengatur guide vane sehingga didapatkan kecepatan yang masih diijinkan oleh turbin untuk beroperasi, pengatur kecepatan memiliki tiga jenis tipe yakni: hidro - mekanik, mekanik - elektrik dan hidro - elektrik. Dalam studi ini direncanakan pengatur kecepatan menggunakan sistem hidro - elektrik dengan pertimbangan bahwa sistem ini telah sering dipergunakan dalam sistem PLTMH.

Transformer (Travo)Transformer direncanakan dengan desain yang biasa diterapkan pada lapangan sesuai dengan standar nasional atau standar PLN, dalam studi ini tidak membahas perencanaan transformer secara teknis.Peralatan Pengatur Kelistrikan (Switchgear Equipment)Switchgear merupakan kombinasi antara saklar pemutus, fuse dan pemutus aliran (circuit breaker). Switchgear difungsikan untuk melindungi generator dan transformator utama dari bahaya kelebihan kapasitas (overcapacity). Dalam studi ini tidak direncanakan adanya switchgear dikarenakan sistem distribusi listrik menggunakan sistem central grid sehingga langsung akan disambungkan ke switchgear milik PLN.

E. Analisa Pembangkitan EnergiAnalisa pembangkitan energi dihitung berdasarkan alternatif debit desain yang dipergunakan pada pembahasan sebelumnya, data teknis yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:Debit desain : 14,370 m3/dtJumlah turbin : 2 buah turbinEffisiensi turbin : 93%Effisiensi generator : 96%Sistem operasi : central gridEnergi yang dihasilkan dalam satu hari, dihitung dengan:

E = 9,8 x H x Q x g x t x 24E = 9,8 x 9,46 x 14,370 x 0,96 x 0,93 x 24E = 28577,37 kWhTabel 7. Hasil Pembangkitan Energi Harian Tiap Alternatif

Sumber: perhitungan

Pada studi ini digunakan data tahun 2012 sebagai pendekatan perhitungan energi yang kemudian bisa dijadikan acuan untuk menghitung energi yang dapat dihasilkan pada tahun mendatang.Tabel 8. Energi Total Operasi PLTMH Tahun 2012

Sumber: perhitunganF. Analisa Reduksi Gas Karbon (GHG) dan CER

Reduksi gas karbon dihitung dengan:GHG : (ebase eprop) Eprop (1- prop)dengan:Eprop : hasil produksi bangkitan energi (MW); 8804MWe prop: faktor emisi gas karbon dari sumber tidak terbarukan ebase: 0,754 untuk sumber minyak bumieprop: faktor emisi gas karbon dari sumber terbarukan (eprop = 0 untuk tenaga air)prop : kehilangan energi pada jaringan grid (direncanakan 10%)GHG: (0,754 0) 8804 (1- 0,1)GHG: 5974 ton/tahunPLTMH berhak mendapatkan kompensasi dana dari badan internasional karena telah menerapkan energi bersih dalam bentuk CER. Besarnya dana dari CER dihitung berdasarkan berapa ton gas karbon yang bisa tereduksi dengan harga tiap ton adalah 11 euro atau setara dengan Rp.176.457,93 (konversi euro rupiah per bulan juni 2014)CER = GHG x Rp 176.457,93CER = 5974 x 176.457,93CER = 1054 juta rupiah atau setara 1,05 milyar rupiah pertahun.

G. Analisa Ekonomi

Tabel 9. Hasil Perhitungan Estimasi Biaya Tiap Alternatif

Sumber:perhitunganBerdasarkan peraturan menteri ESDM no.12 tahun 2014 harga jual listrik yang harus dibeli PT. PLN adalah Rp.1075/kWh. Maka nilai manfaat daripenjualan listrik adalah: harga jual x hasil bangkitan energi listrik yaitu, 1075 x 8804 MW = 9,46 milyar pertahun ditambah dengan pendapatan dari CER sebesar 1,18 milyar pertahun.Tabel 10. Estimasi Manfaat Untuk Tiap Alternatif

Sumber:perhitungan

Aliran dana (cash flow) disusun berdasarkan tiap alternatif selama 35 tahun, dalam tabel cash flow masing masing parameter dihitung dalam bentuk nilai ekuivalensinya (P/V) untuk tiap parameter. Kemudian akan dianalisa kelayakan ekonominya dalam bentuk benefit cost ratio (BCR), net present value (NPV), internal rate of return (IRR) dan paid back period.Tabel 11. Rangkuman Hasil Analisa Kelayakan Ekonomi

Sumber: perhitunganDari hasil analisa diketahui bahwa nilai BCR dan IRR memiliki nilai lebih baik jika biaya lebih rendah (PV Cost) dibandingkan dengan biaya yang lebih tinggi, namun ketiga alternatif masih memiliki parameter kelayakan ekonomi yang baik (layak) dalam studi ini diputuskan untuk mengambil alternatif 1 dikarenakan nilai NPV yang lebih tinggi dari alternatif lainnya hal ini menunjukan tingkat keuntungan yang lebih tinggi dibandingkan dengan alternatif lainnya meski nilai BCR dan IRR lebih rendah dari alternatif lain selain itu energi yang bisa disalurkan menuju grid lebih besar dari pada alternatif lain sehingga suplai energi bersih akan meningkat, alternatif 1 memiliki parameter desain sebagai berikut :Debit desain : 14,370 m/dtJumlah turbin : 2 unit turbinJumlah pipa pesat : 2 buah

PENUTUP

5.1KESIMPULANBerdasarkan hasil analisa dan perhitungan yang telah dilakukan dengan memperhatikan rumusan masalah, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :1. Berdasarkan analisa, setiap debit yang melalui saluran irigasi Lodagung dapat dikembangkan untuk pembangkitan energi listrik dengan melihat besarnya debit yang masuk melalui grafik hill curve turbin pro. Dengan menggunakan data debit irigasi pada tahun 2012, dapat dibangkitkan energi sebesar :a. Alternatif 1: 8804 MWh pertahunb. Alternatif 2: 4840 MWh pertahunc. Alternatif 3: 7473 MWh pertahun2. Komponen bangunan PLTMH yang dipergunakan dalam studi ini adalah:a. Bangunan sipil: Bangunan pengambilan (roller gate, trashrack)Bangunan pembawa (pipa pesat).Bangunan pembuang (saluran tailrace).Sistem regulator (katup pintu).Rumah pembangkit (power house)

b. Peralatan mekanik dan elektrik:Turbin kaplan beserta kelengkapanya (spiral case, draft tube dan wicket gate), generator 50Hz 3 fasa dengan 16 kutub, governor, speed increaser, dan aksesoris kelistrikan. 3. Berdasarkan analisa reduksi emsisi gas karbon maka besar reduksi dan pendapatan dari CER yang dihasilkan dengan adanya PLTMH untuk tiap jenis konversi bahan bakar adalah: a. MinyakDapat direduksi emisi gas karbon sebesar 5974 tCO2/tahun dengan pendapatan dari CER sebesar 1,06 milyar rupiahb. DieselDapat direduksi emisi gas karbon sebesar 6054 tCO2/tahun dengan pendapatan dari CER sebesar 1,07 milyar rupiahc. Batu BaraDapat direduksi emisi gas karbon sebesar 7448 tCO2/tahun dengan pendapatan dari CER sebesar 1,31 milyar rupiahd. Gas AlamDapat direduksi emisi gas karbon sebesar 4604 tCO2/tahun dengan pendapatan dari CER sebesar 0,81 milyar rupiah4. Berdasarkan analisa ekonomi terhadap alternatif debit andalan terpilih (alternatif 1) didapatkan besar biaya total sebesar 64,41 milyar rupiah dengan nilai BCR 1,55, NPV 38,60 milyar rupiah, IRR 17,90% dan paid back period 11,21 tahun.Dengan hasil analisa tersebut diatas dapat disimpulkan bahwa perencanaan PLTMH dengan alternatif debit andalan 1 layak secara ekonomi.

5.2SARAN Untuk menganalisis studi kelayakan pembangunan pembangkit listrik tenaga mikro hidro (PLTMH) diperlukan data data yang lengkap. Terutama data aliran air agar dapat menentukan debit desain. Sehingga dapat menentukan debit andalan untuk mendapatkan besar energi yang diperlukan dalam kebutuhan sumber listrik. Metode alternatif juga diperlukan untuk mendapatkan hasil yang optimum. Komponen bangunan sipil perlu diperhitungkan dengan baik agar dapat merencanakan analisa kelayakan ekonomi sehingga didapatkan nilai BCR, NPV, IRR dan paid back period yang baik, sehingga pembangunan pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH) layak secara ekonomi.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2006. Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories.Switzerland: IPCC (International Panel In Climate Change). Anonim. 1986. Standar Perencanaan Irigasi (Kriteria Perencanaan 02). Bandung : CV. Galang Persada.Anonim. 1986. Standar Perencanaan Irigasi (Kriteria Perencanaan 04). Bandung : CV. Galang Persada. Anonim. 2005. RETScreen Engineering & Cases Textbook. Kanada: RETScreen International.Anonim, 1976. Engineering Monograph No. 20 Selecting Reaction Turbines. Amerika: United States Bureau of Reclamation. Arismunandar A. & Kuwahara S. 2004.Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik. Jakarta : PT Pradnya Paramita.Arndt, R. E. A. 1998. Hydraulic Turbines. New York: St. Anthony Falls Laboratory University of Minnesota. Chugoku Electric Power. 2009. Potential Survey for mini Hydropower Projects Utilizing Unexploted head on an irrigation canal network in east java state. Malang : Perum Jasa Tirta I.Chow, Ven Te. 1997. Hidraulika saluran terbuka. Jakarta : ErlanggaDandekar, MM & K.N. Sharma. 1991. Pembangkit Listrik Tenaga Air. Jakarta : Universitas Indonesia. Department Of Energy, Energy Utilization Management Bureau. 2009. Manuals and Guidelines for Micro-hydropower Development in Rural Electrification Volume I. Filipina: Department of energy Philippines.Linsley, Ray K & Franzini, Joseph B.1991. Teknik Sumber Daya Air Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Mosonyi, Emil. 1963. Water Power Development Volume One Low Head Power Plant. Budapest : Akademiai Kiado.

Mosonyi, Emil. 1963. Water Power Development Volume Two High Head Power Plant. Budapest :Akademiai Kiado.

Patty, O.F. 1995. Tenaga Air. Erlangga : Surabaya. Penche, Celso. 2004. Guidebook on How to Develop a Small Hydro Site. Belgia : ESHA (European Small Hydropower Association).

Ramos, Helena. 2000. Guidelines For Design Small Hydropower Plants. Irlandia : WREAN (Western Regional Energy Agency & Network) and DED (Department of

Economic Development).

Suyanto, Adhi, dkk. 2001. Ekonomi Teknik Proyek Sumberdaya Air. Jakarta : MHI.

Varshney,R.S. 1977. Hydro-Power Structure. India : N.C Jain at the Roorkee Press.