Tugas Akhir
Studi Optimasi Operasional Waduk Sengguruh untuk Pembangkit Listrik Tenaga Air
Oleh :Sezar Yudo Pratama3106 100 095
JURUSAN TEKNIK SIPILFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya 2010
Studi Optimasi Waduk Sengguruh untuk Pembangkit Listrik Tenaga Air
Judul :
METODOLOGIPENDAHULUAN
HASIL DAN PEMBAHASAN
KESIMPULAN DAN SARAN
PENDAHULUAN
Latar BelakangRumusanMasalah
Tujuan
Batasan MasalahManfaat
Latar Belakang• Waduk Sengguruh yang terletak di Desa Sengguruh,
Kepanjen, Kabupaten Malang, Propinsi Jawa Timur.• Luas genangan Waduk Sengguruh adalah 2370 km2
• Total volume tampungan Waduk Sengguruh sebanyak21.500.000 m3
* Volume aktif : 2.500.000 m3
* Desain volume sediment : 19.000.000 m3
• Waduk Sengguruh mendapat pasokan air dari SungaiAmprong dan Sungai Lesti.
• Pada awal pembangunan Waduk Sengguruh direncanasebagai PLTA untuk beban puncak dan pengendalisediment.
• Pada awal bekerja, PLTA Sengguruh menghasilkandaya listrik 29 Mega Watt (MW).
• Pertambahan populasi dan aktivitas manusiamengakibatkan perubahan tata guna lahan pada DAS Lesti dan DAS Amprong.
• Terjadi fluktuatif debit inflow yang besar pada musimpenghujan dan musim kemarau.
• Daya listrik yang dihasilkan PLTA Sengguruh saat initurun lebih dari 50% dari 29 MW menjadi 12,5 MW dengan hanya 1 turbin dan generator yang bekerja padamusim kemarau
Rumusan Masalah1. Berapa debit andalan yang dapat digunakan untuk
keperluan PLTA Sengguruh saat ini dan saatoptimalisasi?
2. Bagaimana pengaruh terhadap analisa debit WadukSengguruh bila menggunakan debit harian sebagaidata debit inflow?
3. Optimalisasi apa saja yang harus dikerjakan untukPLTA di Waduk Sengguruh?
4. Berapa daya listrik yang dihasilkan PLTA Sengguruhsetelah dioptimalisasi?
5. Bagaimana perbandingan antara daya listrik yang dihasilkan PLTA sengguruh saat sebelum dansesudah dioptimalisasi?
Tujuan1. Dapat diketahui debit andalan yang dapat dapat
digunakan untuk keperluan PLTA Sengguruh.2. Untuk mengetahui pengaruh penggunaan data debit
harian terhadap analisa debit inflow WadukSengguruh, yang biasanya menggunakan debit bulanan.
3. Untuk mengetahui optimalisasi yang akan dilakukandalam mengoptimasi PLTA Sengguruh.
4. Untuk mengetahui besar daya listrik yang dapatdihasilkan PLTA Sengguruh.
5. Untuk mengetahui perbandingan antara daya listrikyang dihasilkan PLTA sengguruh saat sebelum dansesudah dioptimalisasi.
Batasan Masalah1. Studi ini hanya mencakup fungsi Bendungan
Sengguruh sebagai PLTA.2. Tidak memperhitungkan keuntungan secara ekonomi
(Rupiah) yang didapat PLTA Sengguruh.3. Tidak memperhitungkan resapan air waduk yang
meresap ke dalam tanah. Tanah pada dasar wadukdiasumsikan jenuh akan air.
4. Karena keterbatasan data, untuk data debit andalanPLTA Sengguruh saat ini (eksis) maka dicari denganmenghitung debit outflow PLTA dari daya listrik yang dihasilkan saat ini.
Manfaat• Membandingkan besar daya listrik yang dihasilkan
PLTA Sengguruh saat perencanaan dengan besardaya listrik yang dihasilkan saat ini, sehingga dapatdiketahui langkah optimasi apa yang paling tepatuntuk dapat diterapkan di Waduk Sengguruh.
• Dengan langkah optimasi yang telah dilakukan dapatmenambah supply daya listrik PLTA Sengguruhdalam memenuhi kebutuhan listrik pada bebanpuncak.
Survey Pendahuluan dan Studi Literatur
METODOLOGIPengumpulan
Data
Analisa Data atauTahap Perhitungan
Bagan Alir Metodologi
Survey Pendahuluan dan Studi Literatur• Meninjau daerah studi di Waduk Sengguruh• Studi literatur mengenai pengoprasian waduk
untuk PLTA
Pengumpulan Data
• Data Debit• Data Curah Hujan• Data Klimatologi (Evaporasi)• Data waduk• Data PLTA
Analisa Data dan Perhitungan
• Mengitung debit andalan• Menghitung evaporasi dan presipitasi• Menghitung kapasitas tampungan waduk dan
Water Balance • Menghitung daya dan energi listrik• Menentukan pola operasi PLTA Sengguruh• Membandingkan pola operasi PLTA
Sengguruh saat ini dan setelah dioptimalisasi
Bagan Alir Metodologi START
END
SURVEY PENDAHULUAN DAN STUDI LITERATUR
DATA DEBIT SUNGAIDATA CURAH HUJANDATA KLIMATOLOGIDATA WADUKDATA PLTA
MENGHITUNG DEBIT ANDALAN
MENGHITUNG EVAPORASI dan PRESIPITASI
MENGHITUNG KAPASITAS TAMPUNGAN dan WATER BALANCE WADUK
MENGHITUNG DAYA dan ENERGI LISTRIK
SIMULASI POLAOPERASI PLTA
Yes
No
HASIL DAN PEMBAHASAN PLTA Sengguruh1
2
•Lokasi studi•Data Debit Inflow•Data Debit Outflow•Data Hujan•Data Temperatur•Data Kelembaban Relatif•Data Kecepatan Angin•Data Kapasitas Tampungan•Data Waduk dan PLTA
Sengguruh
Perhitungan danAnalisa Data
• Umum• Analisa Debit• Perhitungan Debit Andalan• Perhitungan Evaporasi• Analisa Hujan• Perhitungan Mass Curve• Perhitungan Debit PLTA• Perhitungan Water Balance dan
Simulasi Pola Operasional PLTA
PLTA SengguruhLOKASI STUDI• PLTA Sengguruh terletak di desa Sengguruh, Kepanjen, Kabupaten Malang, Jawa Timur.• Jaraknya kurang lebih (±) 27 km ke arah selatan dari pusat kota Malang.
Sumber Google Earth, pencitraan diambil tahun 2006
Bendungan Sengguruh tampak atas
Sumber Google Earth, pencitraan diambil tahun 2006
•Data Debit Inflow•Data Debit OutflowDidapatkan 10 tahun data debit inflow dan outflow, dari tahun 1998 – 2007.
•Data HujanStasiun pengamatan data hujan pada Bendungan Sengguruh berada di Bendungan Sengguruh itu sendiri. Didapatkan data curah hujan dari tahun 1993 – 2005.
Data Temperatur (oC)
Sumber BBWS Brantas
Data Kelembaban Relatif (%)
Sumber BBWS Brantas
Data Kecepatan Angin (km/jam)
Sumber BBWS Brantas
Data Kapasitas Tampungan Waduk
Sumber BBWS Brantas
Data Kapasitas Tampungan WadukGrafik hubungan antara elevasi, luas dan volume Waduk Sengguruh
Data Waduk dan PLTA Sengguruh•Waduk :
•PLTA :
Perhitungan dan AnalisaAnalisa Debit
Data debit inflow dan outflow yang didapatkan merupankan data debit harian. Dalampenyajian debit inflow dan outflow berupa tabel perhitungan rata-rata debit sebagaiberikut :
Tabel hasil perhitungan rata-rata debit inflow
Perhitungan dan AnalisaAnalisa Debit
Tabel hasil perhitungan rata-rata debit outflow
Perhitungan dan AnalisaPerhitungan Debit Andalan
Dalam perhitungan debit andalan digunakan perhitungan Duration Curve.Berikut langkah-langkah dalam perhitungan Duration Curve:Dari data debit inflow didapatkan
Dari perhitungan kelas dan interval diatas didapatkan :• 13 kelas interval • Selisih interval sebesar 28 untuk tiap interval• Nilai terkecil yang diambil adalah 10 (kurang dari a min = 10,71)
Perhitungan dan AnalisaPerhitungan Debit Andalan
Tabel prosentase frekuensi kumulatif debit inflow
Perhitungan dan AnalisaPerhitungan Debit Andalan
Grafik duration curve dari hasil perhitungan pada tabel prosentase frekuensi kumulatifdebit inflow
Duration Curve
050
100150200250300350400
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
%
Q (m
3 /s)
Perhitungan dan AnalisaPerhitungan Debit Andalan
Perhitungan dan AnalisaPerhitungan Debit Andalan
Maka debit andalan saat ini (eksis) PLTA Sengguruh sebesar 33,324 m3/det. Debit 84,92 % Duration Curve.
Perhitungan dan AnalisaPerhitungan Evaporasi
Dalam perhitungan evaporasi perumusanyang digunakan adalah :
Berikut adalah langkah-langkah dalamperhitungan evaporasi :
Tabel Tekanan uap jenuh (ea)
Perhitungan dan AnalisaPerhitungan Evaporasi
Berikut tabel hasil perhitungan evaporasi :
Keterangan :
Perhitungan dan AnalisaAnalisa Hujan
Hasil analisa hujan dari data-data hujan yang didapat tertera pada tabel dibawah :
Perhitungan dan Analisa Tabel hasil perhitungan Mass CurvePerhitungan Mass Curve
• Perhitungan Mass Curve dilakukan untuk menyesuaikan besar debit andalan inflow waduk dan outflow PLTA dengan besar volume aktif Waduk Sengguruh yang telah tersedia (eksis), sehingga besar volume debit andalan inflow waduk dan outflow PLTA tidak melebihi volume aktif Waduk Sengguruh.
• Besar debit ditentukan bila pada jam ke 19 volume yang dihasilkan oleh debit tersebut sebesar 2.521.600 m3, sama dengan volume aktif waduk.
Perhitungan dan AnalisaPerhitungan Mass Curve
• Dari perhitungan Mass Curve didapat besar debit andalan inflow sebesar 36,865 m3/det
• Dalam duration curve debit 36,865 m3/det adalah debit andalan 79,12 %
Tabel hasil perhitungan Mass CurvePerhitungan dan AnalisaPerhitungan Mass Curve
• Pada PLTA Sengguruh debit dikeluarkan selama 5 jam, dimulai pada jam ke 19 dan berhenti pada jam ke 24.
• Debit PLTA ditentukan dengan perhitungan dimana pada jam ke 24 dengan debit tersebut volume yang dapat dihasilkan sama dengan volume Mass Curve selama 24 jam yaitu 3,185,178.95 m3.
Perhitungan Debit PLTA
Tabel hasil perhitungan Debit PLTA.
Sama
Perhitungan dan AnalisaPerhitungan Mass CurveTabel Mass Curve
Perhitungan dan AnalisaPerhitungan Water Balance• Studi keseimbangan air (water balance study) • Dengan adanya water balance ini, maka dapat diketahui sampai seberapa jauh volume yang
tersedia dan air yang digunakan.• Dalam proses ini ada beberapa batasan sebagai parameter keberhasilan proses ini.
Batasan-batasan yang dipakai dalam perhitungannya adalah sebagai berikut :
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Daya (K Watt)
Nomor sesuai tabel 4.2.10
Grafik perbandingan daya yang dihasilkan setelah dan sebelum di optimalisasikan
Grafik Prosentase Daya yang dihasilkan terhadapdaya maksimum yang dapat dihasilkan setelah di
Optimalisasi (Bekerja dengan 3 Generator)
0102030405060708090
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Prosentase
Nomor sesuai tabel 4.2.10
Grafik Prosentase Daya yang dihasilkan terhadapdaya maksimum yang dapat dihasilkan saat ini
(Bekerja dengan 2 Generator)
0102030405060708090
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Prosentase
Nomor sesuai tabel 4.2.10
KESIMPULAN
KESIMPULAN1. Dari perhitungan debit andalan dan mass curve didapatkan besar debit andalan saat ini adalah 33,324
m3/det dengan menggunakan debit andalan 84,92 % pada duration curve, serta debit andalan setelahdioptimasi sebesar 36,865 m3/det dengan menggunakan debit andalan 79,12 % pada duration curve.
2. Dalam menganalisa data debit inflow, tugas akhir ini menggunakan data debit inflow harian. Hasil dari analisa ini mendapatkan grafik duration curve yang lebih detail dibanding dengan perhitungan waduk yang biasanya menggunakan data debit bulanan.
3. Dalam optimalisasikan dilakukan perhitungan Water Balance, pada perhitungan Water Balance didapat beberapa kekurangan debit air untuk supply debit PLTA, sehingga besar debit PLTA disesuaikan dengan volume air yang ada pada storage saat itu. Dan hasil dari penyesuaian tersebut didapat pada kolom Kt terdapat nilai 0 (nol).
4. Dalam perhitungan daya listrik baik setelah dioptimalisasi maupun sebelum dioptimalisasi dicantumkan pada tabel water balance dimana debit yang digunakan untuk PLTA sesuai dengan debit outflow PLTA pada tabel water balance. Besar daya listrik yang dapat dihasilkan PLTA Sengguruh setelah dioptimalisasi sebesar 32.081,83 K Watt pada musim hujan dan 14.144,17 K Watt pada musim kering.
5. Besar daya listrik setelah dioptimalisasi dibandingkan dengan daya listrik yang dihasilkan PLTA Sengguruh saat ini 29.000 K Watt pada musim hujan dan 14.144.17 K Watt pada musim kering, Sehingga terjadi peningkatan daya listrik setelah dioptimalisasi. Karena terjadi peningkatan daya hingga melebihi kemampuan generator PLTA Sengguruh, maka perlu ditambah generator sebesar 5 M Watt agar daya sebesar 32.081,83 K Watt dapat terpenuhi dan mampu menambah supply daya listrik yang dibutuhkan.
Top Related