PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR WILAYAH JAWA TIMUR

Kata Pengantar

Puji syukur penulis penjatkan kehadirat Allah SWT, yang atasrahmat-Nya maka penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalahyang berjudul “Pembangkit Listrik Tenaga Air KarangkatesPropinsi Jawa Timur Kota Malang”.

Penulisan makalah adalah merupakan salah satu tugas matakuliah Pembangkit Energi Listrik yang di bimbing oleh DosenBpk. Ir. Sumantri

Dalam Penulisan makalah ini penulis merasa masih banyakkekurangan-kekurangan baik pada teknis penulisan maupunmateri, mengingat akan kemampuan yang dimiliki penulis. Untukitu kritik dan saran dari semua pihak sangat penulis harapkandemi penyempurnaan pembuatan makalah ini.

Semoga makalah ini dapat bermanfaat dan menjadi sumbanganpemikiran bagi pihak yang membutuhkan, khususnya bagi penulissehingga tujuan yang diharapkan dapat tercapai, Amiin.

1 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

Daftar Isi

KATA PENGANTAR ............................................1DAFTAR ISI ................................................2I. PENDAHULUAN ............................................3 1.1 Latar Belakang ....................................3 1.2 Rumusan Masalah ...................................3 1.3 Tujuan dan Manfaat ................................3II. TEORI PENUNJANG .......................................4 2.1 Pengertian PLTA ...................................4 2.2 Energi PLTA .......................................4 2.3 Analisa Energi Listrik PLTA Karangkates ...........4 2.4 Tekanan Air dan Debit Air .........................5III. TINJAUAN PUSTAKA .....................................7 3.1 Sejarah PLTA Karangkates ..........................7 3.2 Pasokan Listrik Karangkates .......................7 3.3 Keamanan PLTA .....................................8 3.4 Komponen Dasar, Jenis, dan Cara Kerja PLTA ........9 3.4.1 Komponen Dasar PLTA ........................9 3.4.2 Jenis-Jenis PLTA ...........................9 3.4.3 Cara Kerja PLTA ............................9 3.5 Sketsa PLTA ..................................10IV. PENUTUP................................................11 4.1 Kesimpulan ........................................11 4.2 Saran .............................................11DAFTAR PUSTAKA ............................................12

2 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

3 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Mengingat air merupakan salah satu sumber dayayang dapat menghasilkan energi terutama energi listik yaitudengan cara merubah energi potensial menjadi energi kinetikdan dari energi kinetik dirubah menjadi energi listrik.karangkates panorama wisata PLTA terbaik di jawa timur,keindahan dan kemegahannya sudah dikenal banyak orang, baikdari wiyah jawa timur maupun luar jawa timur.

Keindahan karangkates juga menyimpan banyakkenangan bagi para pengunjungnya. Keindahan panorama alamnyaserta kemegahan bangunan PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)Membuat banyak orang terpesona olehnya Selain dari pada itupenduduk atau warga sekitar yang sangat bersahabat dan welcomebagi para pengunjungnya merupakan daya pikat tersendiri.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam studi analisa ini adalah :

Sejarah PLTA karangkates? Bagaimana PLTA karangkates memasok listrik untuk

masyarakat? Bagaimana keamanan PLTA

Komponen dasar, jenis2, dan cara kerja PLTA?

1.3 Tujuan dan Manfaat

Tujuan dan manfaat dari adanya jurnal ini adalah :

Bisa di jadikan bahan referensi Mengetahui bagaimana PLTA karangkates memasok

listrik Mengetahui bagaimana keamanan PLTA Mengetahui komponen dasar, jenis2, dan cara kerja

PLTA

4 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

II. TEORI PENUNJANG

2.1 Pengertian PLTA

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalahpembangkit listrik yang mengandalkan energipotensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energilistrik. Energi listrik yang dibangkitkan dari air biasadisebut sebagai hidroelektrik. Bentuk utama dari pembangkitlistrik jenis ini adalah motor yang dihubungkan ke turbinyangdigerakkan oleh tenaga kinetik dari air. Namun, secara luas,pembangkit listrik tenaga air tidak hanya terbatas pada airdari sebuah waduk atau air terjun, melainkan juga meliputipembangkit listrik yang menggunakan tenaga air dalam bentuklain seperti tenaga ombak. Pembangkit Listrik Tenaga Air diIndonesia sudah mulai terlihat banyak. PLTA karangkates adalahsebagai penghasil energi listrik (PLTA) untuk memenuhisebagian konsumsi listrik di pulau jawa dan bali. Energi yangdapat dihasilkan dari pembangkit ini adalah sebesar 105 MW.

2.2 Energi PLTA

Pembangkit tenaga air adalah suatu bentuk perubahantenaga air karena ketinggian dan debit tertentu dirubah

5 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

menjadi tenaga listrik dengan menggunakan turbin dangenerator.

P = 9,8. Hef. Q Ƞ .......(1)Hef = H - Hf ........(2)

Keterangan :Hf = kehilangan total headHef = tinggi efektifH = tinggi air dari posisi turbin

2.3 Analisa Energi Listrik PLTA Karangkates

Salah satu fungsi bendungan Karangkates adalah sebagaipembangkit listrik tenaga air (PLTA) dan dapat menghasilkanlistrik sebesar 105 MW. Pembangkit listrik tenaga airmemanfaatkan aliran air yang masuk dalam pipa – pipapembangkit yang mengalirkan air ke baling – baling turbinsehingga dapat menggerakkan (memutar) kumparan yang ada dalamgenerator. Putaran tersebut diatur sedemikian rupa hinggadapat memutar dengan frekuensi putaran 50 Hz atau dalam 1detik kumparan berputar 50 kali. Istilah 50 Hz seringkaliditemui pada peralatan listrik, misalnya Televisi 220 Volt, 50Hz yang berarti terjadi pergantian gambar sebanyak 50 kalicuplikan sehingga seakan – akan gambar tersebut hidup.

Listrik yang berasal dari pembangkit ini disalurkan keStasiun distribusi untuk menurunkan arus listrik dan menaikkantegangan listrik. Hal ini bertujuan agar dalam prosestransmisi listrik, Daya disipasi panas atau panas yangdiakibatkan aliran listrik dapat berkurang sehingga energiyang terbuang tidak terlalu besar akibat disipasi panastersebut.

P = I . R2 ......(3)

Keterangan: P : Daya (Disipasi panas), (watt)6 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

I : Arus listrik yang mengalir (Ampere)R : Hambatan pada kawat kabel (Ohm)

Listrik dari Pembangkit ini masih terlalu rendahtegangannya untuk bisa mengalir melewati jaringan SUTET yangpanjang, oleh karenanya perlu di naikkan tegangannya denganTransformator (trafo) step up.

Setelah mencapai tempat tujuan, tegangan listrik perluditurunkan dan dibagi-bagi arusnya untuk bisa digunakan padaalat-alat elektronik rumah tangga. Penurunan tegangandilakukan dengan Transformator (trafo) step down.

2.4 Tekanan Air dan Debit Air

Tekanan air dan debit air pada bendungan Air yangdibendung bertujuan untuk memperoleh ketinggian air sehinggaenergi potensial yang terkandung dalam air tersebut semakinbesar seiring dengan ketinggian air. Hal ini dapat didekatidengan konsep energi potensial,yaitu:

Ep = m . g . h ......(4)

Keterangan: Ep : Energi potensial (Joule)m : massa (Kg)g : gravitasi (9,8 m/s2)h : ketinggian permukaan air (meter)

massa (m) diatas mewakili banyaknya air yang dibendungyang dapat dialirkan melalui pipa – pipa menuju turbin,semakin besar massa air yang dibendung dan dialirkan, makasemakin besar energi potensial yang terkandung dalambendungan.

Tekanan air dapat diartikan sebagai tekanansegala arah yang ditimbulkan oleh air di setiap titik.Berdasarkan hukum Pascal yang menyatakan bahwa tekanan

7 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

hidrostatis di oleh zat cair didistribusikan secara merata kesegala arah. Tekanan juga dipengaruhi oleh ketinggianpermukaan zat cair. Semakin tinggi permukaan zat cair, makatekanan yang ditimbulkan akan semakin besar, atau dengan katalain daerah yang memiliki kedalaman yang paling besar akanmengalami tekanan yang paling besar pula. Tekanan ini dapat dirumuskan sebagai berikut :

Ρ = ρ . g . h .......(5)

Keterangan : P : Tekanan Hidrostatis (Pa)ρ : Massa Jenis zat cair (Kg/m3)g : Gravitasi bumi (m/s2)h : Kedalaman permukaan

Dari rumus di atas dapat dijelaskan bahwa tekanan (P)berbanding lurus dengan tingkat kedalaman (h) zat cair. Halini berarti semakin besar kedalaman, maka tekanan hidrostatisyang ditimbulkan akan semakin besar. Aplikasi dari rumusan inidigunakan dalam pembuatan dinding bendungan yang dibuat miringdengan sudut elevasi (α) tertentu, sehingga dinding bagianbawah bendungan lebih tebal / besar daripada dinding bendunganbagian atas. Tujuan pembuatan dinding pada bagian bawah lebihbesar adalah untuk menahan tekanan air yang ditimbulkan dariseluruh volume air yang dapat dibendung dan pada bagian bawahmerupakan tekanan yang paling besar.

Debit air didefinisikan sebagai banyaknya liter air yangmelintasi pada permukaan luas dalam 1 detik. Debit airberkaitan dengan kecepatan aliran air. Apabila aliran debitair bertambah besar, maka kecepatan aliran air juga akanbertambah. Dalam bendungan debit pengaturan debit airdigunakan untuk menambah kecepatan air yang masuk kedalamturbin melewati gerbang air (wicket gate). Cara termudah untukmenambah kecepatan aliran adalah dengan memasang pipa

8 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

berlainan diameter untuk setiap ujungnya. Debit adalah volumezat cair yang mengalir melalui suatu penampang setiap detik.Dirumuskan:

Q = v . A .......(6)

Keterangan :Q = debit ( m3s-1 )v = kecepatan aliran fluida ( ms-1 )A = luas penampang pipa ( m2 )

Turbin adalah bagian dari bendungan yang berfungsi untukmemutar generator listrik. Bagian ini memiliki baling – balingdan digerakkan oleh aliran air yang melewati baling – balingtersebut. Pada pembangkit lstrik tenaga angin, turbindigerakkan oleh aliran angin.

Pada gambar di atas terlihat bahwa aliran air melewatigerbang air (wicket gate). Gerbang air ini berfungsi untukmengatur banyaknya air yang masuk ke turbin. Hal inibergantung pada banyaknya air yang tertampung oleh bendungan.Apabila volume air pada musim kemarau mengalami penurunan,maka gerbang air akan dibuka lebar sehingga aliran air yangmasuk dalam turbin dan berpengaruh pada perputaran turbindapat terjaga. Alasan lainnya adalah daerah aliran sungai yangmembutuhkan banyak air dapat tercukupi pada musim tersebut.Dalam kondisi tertentu gerbang air pada musim kemarau tidakdibuka lebar bahkan dipersempit untuk menjaga pasokan airdalam jangka panjang. Inilah alasan mengapa pada musim kemaraupasokan listrik dari pembangkit berkurang.

III. TINJAUAN PUSTAKA 3.1 Sejarah PLTA Karangkates

Desa Karangkates, Kecamatan Sumber Pucung, KabupatenMalang, Bendungan Karangkates memiliki nama asli BendunganSutami. Namun, masyarakat lebih sering menyebutnya sebagaiBendungan Karangkates. Nama bendungan yang dibuat pada zamanOrde Baru tersebut diadopsi dari nama Prof Dr Ir Sutamisebagai salah satu tokoh terkemuka, yang diresmikan pada 16April 1981 silam. Sedangkan pembangunan bendungan dilaksanakan9 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

dari tahun 1961 sampai tahun 1972 dengan konsultan disainNippom Koei.

Pemandangan di sekitar bendungan yang elok danmenyejukkan mata serta semilirnya angin membuat BendunganSutami menjadi primadona para pengunjung yang menyukaikeindahan alam. Perbukitan di sekitar bendungan menawarkanberbagai pepohonan menghijau yang tak kalah menariknya.

Di sisi lain, menurut Kepala Pengamat Bendungan, Sutaji,Bendungan Sutami merupakan bendungan dengan tipe urugan, yaitutipe bendungan dengan memanfaatakan timbunan tanah.

Karakteristik tubuh bendungan sendiri panjang puncaknya823, 5 meter, elevasi puncak EL 279 meter, lebar puncak 13,7meter, tinggi bendungan 100 meter, volume timbunan 6.156.000m3, serta panjang lebar dasar 400 meter. Manfaat dan tujuanadanya bendungan tersebut menurut pria asal Blitar itu selainsebagai tempat pariwisata, juga sebagai pengendali banjir,pemberian air irigasi, pembangkit tenaga listrik, untuk airminum, dan perikanan air darat.

Jika sempat berkunjung untuk sekadar melepas lelah selamaperjalanan atau memang bertujuan ke sana, bisa dijumpai banyakdari pengunjung berhenti sejenak di warung pinggir jalanbendungan. Pengunjung bendungan akan semakin ramai pada akhirpekan yaitu hari Sabtu dan Minggu. Hal itu membuat selalumenjadi daya tarik para pelintas batas Kabupaten Malang.

3.2 Pasokan Listrik Karang kates

Salah satu fungsi dari bendungan karangkates adalahsebagai penghasil energi listrik (PLTA) untuk memenuhisebagian konsumsi listrik di pulau jawa dan bali. Energi yangdapat dihasilkan dari pembangkit ini adalah sebesar 105 MW.PLTA yang paling konvensional mempunyai lima komponen utamayaitu :

1. Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untukmenciptakan tinggi jatuh air. Selain menyimpan air, bendunganjuga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan energi.

10 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

2. Turbine, gaya jatuh air yang mendorong baling-balingmenyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan sepertikincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untukmemutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin.Selanjutnya turbin merubah energi kenetik yang disebabkan gayajatuh air menjadi energi mekanik.

3. Generator, dihubungkan dengan turbin melalui gigi-gigiputar sehingga ketika baling-baling turbin berputar makagenerator juga ikut berputar. Generator selanjutnya merubahenergi mekanik dari turbin menjadi energi elektrik. Generatordi PLTA bekerja seperti halnya generator pembangkit listriklainnya.

4. Travo digunakan untuk menaikan tegangan arus bolak balik(AC) agar listrik tidak banyak terbuang saat dialirkan melaluitransmisi. Travo yang digunakan adalah travo step-up.

5 Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energi listrikdari PLTA menuju rumah-rumah dan pusat industri.Semua komponendiatas akan dibahas berdasarkan urutan dengan ditambahkanbeberapa hal yang terkait dengan konteks fisika.

Keberadaan Bendungan Sutami sebagai salah satu pemasoklistrik, sangat membantu pihak PLN. Hal itu diakui olehSupervisor Operasi Distribusi PLN Malang, Dwi Tjahjo.Bendungan Karangkates dan Bendungan Selorejo turut berperandalam memasok listrik, meskipun hanya terbilang kecil. “Keduabendungan itu memang membantu tapi sekitar dua persen saja, ”ujarnya kepada Bestari.

Hal tersebut juga dibenarkan oleh staf operasidistribusi, H. Mohamad Chairi. Karangkates hanya dijadikansebagai penormal saja “Namun bukan berarti Karangkates tidakpenting,” katanya.

Tak hanya itu, pemanfaatan bendungan lebih dimaksimalkanketika musim penghujan karena di saat musim itu jumlah airsangat melimpah. Air merupakan pemasok listrik yang palingmurah dibandingkan pemasok lainnya. Biasanya pihak PLN membeliair kepada Jasa Tirta dengan harga Rp 200 per liter. Sedangkan

11 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

jika menggunakan BBM akan jauh lebih mahal sekitar Rp 6000 perliter. “Harga yang sangat murah itu membuat pihak PLN selalumemanfaatkan bendungan dengan optimal, apalagi musimpenghujan,” ungkapnya.

3.3 Keamanan PLTA

Walaupun ada pembagian tanggungjawab dan arahan kerja,namun konsep yang ditawarkan Lembah Brantas tetapmempertimbangkan mufakat dari PJT I. Selama ini sebagian besarbendungan yang telah ada merupakan hasil kerjasama beberapapihak.

Dengan menggandeng konsulat luar negeri yaitu KajimaConstruction dan Overseas Construction selaku pembimbing danbersatu dengan pihak Nippon Koei, lahirlah bendungan yangdiresmikan oleh Presiden Orde Baru itu.

Setelah ditelisik sejarahnya, Selorejo dibangun olehtangan-tangan pribumi sebanyak enam puluh persen, sedangkansisanya mendatangkan tenaga luar negeri. Bukti hierarkimengatakan bahwa secara teknis, PJT I berada di bawah naunganDepartemen Pekerja Umum. Lain lagi dari segi finansial, PJT Imenjadi tanggungan Menteri Negara BUMN.

Pokok perhatian PJT I terhadap bendungan terletak padakeamanannya. “Dibutuhkan dan itu disediakan perkarainstrumentasi keamanan bendungan seperti gempa, penurunanbendungan, dan pergeserannya yang itu wajib dipantau tiap duaminggu sekali. Apalagi jika ada gempa,” tutur Mariadi, KepalaDivisi ASA III.

Lebih lanjut bapak tiga putra itu menerangkan peralatanyang digunakan di Selorejo masih tergolong manual. Tak hanyaitu, pola pengaturan debit air pun diatur berdasar sistemwaduk tahunan. Skala pergantian penurunan dan peningkatandilakukan dengan menjadikan dua musim di Indonesia sebagaipatokan. Rentang waktu Mei sampai November sangat sesuai untukmenaikkan debit karena saat itu berlangsung musim kemarau.Sebaliknya, Desember hingga menjelang April adalah kesempatanuntuk menurunkan debit. Hal ini berpengaruh untuk pengendalianair agar tak terjadi banjir.

12 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

3.4 Komponen Dasar, Jenis, dan Cara Kerja PLTA

3.4.1 Komponen dasar PLTA dapat di bagi 5 yaitu :

1. Dam - Untuk menampung air. 2. Turbin – Untuk Mengubah energi potensial menjadi energi

mekanik. 3. Generator – Untuk mengubah energi mekanik ke energi

listrik. 4. Travo – Untuk Menaikan tegangan 5. Transmisi – Berguna untuk menyalurkan listrik dari

rumah ke rumah.

3.4.2 Jenis Jenis PLTA :

1. Berdasarkan cara mendapatkan air :

- Tipe aliran sungai langsung (run of river hydro power plant).- Tipe kolam tando (pondage hydro power plant).- Tipe kolam tando tahunan (stroge hydro power plat).- Tipe pompa (pumped stroge hydro power plant).

2. Berdasarkan tujuan pembangkit :

- Tipe tunggal ( single purpose hydro power plant - Tipe serba guna (multi purpose hydro power plant).

3. Cara operasinya :

- Untuk memikul beban dasar (based load hydro power plant)- Untuk memikul beban puncak (peak load hydro power plant).

3.4.3 Cara Kerja PLTA

Pembangkit listrik tenaga air konvensional bekerja dengancara mengalirkan air dari dam ke turbin setelah itu airdibuang. Saat ini ada teknologi baru yang dikenal denganpumped-storage plant .

pumped-storage plant memiliki dua penampungan yaitu:

13 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

- Waduk Utama (upper reservoir) seperti dam pada PLTAkonvensional. Air dialirkan langsung ke turbin untukmenghasilkan listrik.

- Waduk cadangan (lower reservoir). Air yang keluar dariturbin ditampung di lower reservoir sebelum dibuangdisungai.

- Pada saat beban puncak air dalam lower reservoir akandi pompa ke upper reservoir sehingga cadangan air padaWaduk utama tetap stabil.

3.5 Sketsa PLTA

PLTA merubah energi yang disebabkan gaya jatuh air untukmenghasilkan listrik. Turbin mengkonversi tenaga gerak jatuhair ke dalam daya mekanik. Kemudian generator mengkonversidaya mekanik tersebut dari turbin ke dalam tenaga elektrik.

14 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

IV. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Bahwa PLTA Karangkates mempunyai energi 105 MW danmenyuplai Energi Listrik di pulau Jawa dan Bali.

Bahwa di butuhkan modal yang sangat besar untuk membuatsuatu pembangkit listrik tenaga air.

Pembangkit tinggi tenaga air (PLTA) bekerja dengan caramerubah energi potensial (dari dam atau air terjun) menjadienergi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan dari energimekanik menjadi energy listrik (denganbantuangenerator).

4.2 Saran

Kepada Pemerintah supaya lebih memerhatikan PLTAkarangkates tentang generator dan komponen komponen lainnyaguna memaksimalkan kinerja PLTA karangkates .

15 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a

DAFTAR PUSTAKA

http://taksekedarmenulis.wordpress.com

http://bestariumm.wordpress.com

http://arunals.wordpress.com

http://id.wikipedia.org

http://google.co.id

16 | I n s t i t u t T e k n o l o g i A d h i T a m a S u r a b a y a