Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Potensi energi air pada daerah tersebut ialah debit aliran air sebesar 350 liter/s (0,35 m3/s) dan tinggi jatuh air efektif sebesar 50 meter.Kriteria DesainA. PenstockPipa pesat (penstock) adalah pipa yang berfungsi untuk mengalirkan air dari bak penenang (forebay tank). Perencanaan pipa pesat mencakup pemilihan material, diameter penstock, tebal dan jenis sambungan (coordination point). Diameter pipa pesat dipilih dengan pertimbangan keamanan, kemudahan proses pembuatan, ketersediaan material dan tingkat rugi-rugi (friction losses) seminimal mungkin. Ketebalan penstock dipilih untuk menahan tekanan hidrolik dan surge pressure yang dapat terjadi. MaterialPemilihan material berdasarkan pertimbangan kondisi operasi, aksesibility, berat, system penyambungan dan biaya.Berdasarkan konstruksinya pipa penstock terbagi ke dalam beberapa jenis yakni concrete penstock, fiberglass/plastic penstock, steel penstock dan wood penstock. Pada perencanaan pltmh ini menggunakan steel penstock (rolled welded pipe ) karena kekuatannya yang tinggi sehingga lebih tahan lama, tersedia beberapa macam variasi ukuran karena pembuatannya lebih mudah. Diameter penstockDiameter pipa penstock ditentukan berdasarkan debit aliran yang akan mengalir pada pipa penstock tersebut dimana dalam penentuan diameter pipa penstock tersebut mempertimbangkan beberapa hal yakni keamanan, kemudahan proses pembuatan, ketersediaan material, tingkat rugi rugi yang seminimal mungkin dan nilai ekonomis dari pipa penstock tersebut, dimana pipa yang memiliki diameter lebih besar memiliki tingkat rugi-rugi yang lebih minim dikarenakan kecepatan aliran air lebih kecil namun pipa pia penstock dengan ukuran diameter yang lebih besar ukurannya sangat besar, berat dan harganya lebih tinggi. Sedangkan untuk pipa yang memiliki diameter lebih kecil harganya lebih murah namun memiliki tingkat rugi rugi yang lebih besar. Adapun penentuan diameter pipa penstock ialah sebagai berikut :Q = 0,35 m3/s

Kecepatan aliran air pada pipa = = = 31,32 m/s

Luas penampang pipa (A) = = = 0,011 m2

Diameter pipa penstock = = = 0,118 m = 118 mm ( minimum)Adapun diameter pipa penstock yang akan digunakan untuk mengurangi tingkat rugi rugi berdasarkan ASME/ANSI B 36.10 Welded and Seamless Wrought Steel Pipe and ASME/ANSI B36.19 Stainless Steel Pipe. ialah diameter luar sebesar 219.075 mm, diameter dalam 206.375 mm dan ketebalan 6.35 mm. Adapun panjang pipa sebesar 150 m.

B. TurbinTurbin air merupakan suatu penggerak mula pada suatu pembangkit listrik tenaga air yang mengkonversikan energi potensial air menjadi energi mekanik. Pemilihan turbin air pada suatu pembangkit ditentukan berdasarkan beberapa paramater yakni faktor tinggi jatuh air efektif ( Head efektif), debit aliran air, kecepatan putaran turbin yang akan ditransmisikan ke generator. Berdasarkan nilai head efektif sebesar 50 m dan nilai debit aliran air sebesar 0,35 m3/s maka dipilihlah turbin crossflow sebagai penggerak mula dalam pembangkit listrik tenaga mikro hidro ini berdasarkan grafik head vs debit aliran air pada turbin. Adapun kelebihan lain dari turbin crossflow ialah dalam bidang konstruksinya. Yakni konstruksinya lebih sederhana, ukurannya kecil dan lebih mudah dalam proses pembuatannya.Adapun daya hidrolis pada turbin air ialah sebagai berikut :

Adapun turbin yang akan digunakan ialah Crossflow turbin t15-d500 dengan spesifikasi turbin atau yang setara

Diameter runner = 500 mm Inlet width runner = 380 mm Disain net head = 50 meter Disain debit = 350 liter/detik Torsi = 3,38 kNm pada speed = 372 RPM Shaft power = 132 kW, garansi efisiensi = 80%

C. Transmisi MekanikTransmisi mekanik berfungsi untuk menyalurkan daya mekanik pada poros turbin ke poros generator. type : flat belt pulley dengan kombinasi plummer blockflexible coupling pada pulley generator. Adapun pemilihan jenis transmisi mekanik berdasarkan datasheet atau catalog turbin crossflow T-15 D500, untuk debit dan head efektif pembangkit tersebut.

Adapun daya mekanis yang dihasilkan berdasarkan spesifik turbin crossflow yang digunakan ialah sebagai berikut :

Perbandingan pulley yang akan digunakan dalam transmisi mekanik antara turbin crossflow dengan generator ialah N turbin : N Generator = 132 rpm : 1500 rpm = 1 : 12.

D. GeneratorGenerator sinkron merupakan mesin listrik arus bolak-balik yang berfungsi untuk merubah energi mekanik dalam membentuk putaran menjadi energi listrik arus bolak-balik. Generator yang digunakan dalam pembangkit listrik tenaga mikro hidro ini ialah menggunakan generator dengan merk MarelliGenerator dengan tipe MJB 250 MA 4. Adapun spesifikasinya ialah sebagai berikut : Generator sinkron 3 fasa 4 kutub, 50 Hz, 1500 min Tegangan 220/380 V Daya sebesar 165 kVa, 132 kW, dimana cos = 0,8.