I.
Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
Secara teknis, Mikrohidro memiliki tiga komponen utama dalam
pemuatan PLTMH yaitu air (sebagai sumber energi), turbin, dan
generator. Air yang mengalir dengan kapasitas tertentu disalurkan
dengan ketinggian tetentu menju rumah instalasi (rumah turbin).
Pada rumah tersebut (power house) instalasi air tersebut akan
menumbuk turbin,dipastikan turbin akan menerima langsung energi
dari air dan mengubahnya menjadi energi mekanik yang menyebabkan
berputarnya poros turbin. Poros tersebut kemudian ditransmisikan ke
generator dengan menggunakan kopling. Kemudian dari generator akan
dihasilkan energi listrik yang akan masuk ke sistem kontrol arus
listrik sebelum dialirkan pada rumah rumah masyarakat sekitar
ataupun untuk keperluan lainnya. Ini merupakan seikit ulasan
ringkas mengenai mikrohidro dengan merubah energi aliran dan
ketinggian air menjadi energi listrik.
II.
Tahapan Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
Perencanaan adalah suatu proses yang mencoba meletakkan dasar
tujuan dan sasaran termasuk menyiapkan segala sumber daya untuk
mencapainya. Perencanaan memberikan pegangan bagi pelaksanaan
mengenai alokasi sumber daya untuk melaksanakan kegiatan (Imam
Soeharto, 1997). Secara garis besar, perencanaan berfungsi untuk
meletakkan dasar sasaran proyek, yaitu penjadwalan, anggaran dan
mutu. Pengertian di atas menekankan bahwa perencanaan merupakan
suatu proses, ini berarti perencanaan tersebut mengalami
tahap-tahap pengerjaan tertentu. Tahap-tahap pekerjaan itu yang
disebut proses untuk menyusun suatu perencanaan yang lengkap.
Sebelum membuat Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro ada tahapan
tahapan yang harus kita lakukan, yaitu : 1. Studi Potensi 2. Detail
Design 3. Analisis Ekonomi 4. Laporan Akhir Setelah tahapan tahapan
tersebut dilakukan, maka pembuatan Pembangkit Listrik Tenaga
Mikrohidro dapat direalisasikan sesuai dengan tempat ( lokasi )
yang telah di survei. 2.1 Studi Potensi POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2012 1
Studi potensi merupakan cara agar kita dapat mengetahui seberapa
besar potensi wilayah tersebut ( wilayah perairan misal sungai )
untuk dapat menghasilkan listrik.Studi potensi dilakukan dengan
beberapa tahapan seperti : A. Observasi Pencarian Peta wilayah yang
akan dijadikan tempat pembuatan PLTMH pada media online ( google
maps, google earth,dll) maupun data yang ada pada dinas setempat.
Misalkan : didapatkan skala peta suatu wilayah tersebut 1
berbanding 25.000 . B. Head Head merupakan perbedaan ketinggian
muka air antara lokasi forebay dan as turbin. Pengukuran ketinggian
head dilakukan secara teoritis maupun secara langsung pada lokasi
rencana forebay sampai dengan lokasi rencana rumah pembangkitnya.
800 m Berapa Headnya....... m? 700m Aliran sungai Head= 800m 700m =
100 m Gambar . Contoh pengukuran Head teoritis Setelah pengukuran
aliran sungai dilakukan secara teoritis, maka apabila dilihat dari
google earth keakuratan terlalu umum (besar) pada suatu peta bila
dibandingkan dengn real pada lapangan berbeda, untuk itu dilakukan
ispeksi pada lapangan secara langsung. C. Debit Ukur dan gambar
kurva debit air (hydrograph) didapatkan dengan melakukannya setiap
hari selama satu tahun. Akan tetapi hal tersebut akan memakan waktu
dan biaya yang berlebihan. Untuk itu data debit air biasanya bisa
kita dapatkan pada dinas pengairan di wilayah tersebut. Ada
beberapa metode ppengukuran debit air, yaitu : Pengukuran dengan
Ember POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012 2 Laut
Pengukuran dengan Alat Apung Pengukuran dengan Alat Ukur
Kecepatan Air ( Current Meter Metode Luasan Kecepatan Aliran)
Metode Bendung Bibir Tajam ( Sharp Crested Weir Method) Metode
Kadar Garam Air (Salt Concentration Method) Metode yang banyak
dipakai pada saat survei ke lapangan adalah metode
pengukuran sesaat atau pengukuran dengan menggunakan alat ukur
kecepatan air ( current meter ) . Setelah data debit air didapat,
hal yang patut diperhitungkan dengan kondisi di Indonesia yang
mempunyai 2 musim kita harus memiliki data curah hujan. Data curah
hujan biasanya harus digunakan data beberapa puluh tahun ataupun
beberapa tahun sebelumnya. Data tersebut akan dijadikan acuan pada
perhitungan. Data curah hujan bisa didapatkan di BMKG ( Badan
Meteorologi Klimatologi dan Geofisika ). Jika head dan debit air
telah diketahui maka mudah untuk melakukan perhitungan dalam
mengukur energi listrik yang akan dihasilkan.
P [W] = Q [I/s] x H [m] x 9.81Ket : P = Daya (Watt) Q = Debit
air minimum H = Head (Beda Ketinggian air jatuh) Rumus di atas
hanya berlaku dengan asumsi kapasitas hidrolik dengan efisiensi
sebesar 100%. Kehilangan energi di pipa pesat, turbin, transmisi
mekanik, generator dan transmisi listrik dapat mengurangi energi
listrik yang akan dihasilkan. Dengan memperkirakan kehilangan
energi sekitar 20-30%, maka listrik yang akan dihasilkan dihitung
dengan rumus berikut :
P [W] = Q [I/s] x H [m] x 7 *Kurva Q dapat diambil dari Flow
Duration Curve (FDC) POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012 3
III.
Gambaran Umum Langkah Pekerjaan Di bawah ini merupakan suatu
gambaran umum tentang langkah langkah / persiapan sebelum pembuatan
Pembangit Listrik Tenaga Mikrohidro, yaitu : Pekerjaan persiapan
(Studi Meja) Peta, Topografi, Geologi regional, Hidrologi, Kondisi
sosial masyarakat, dan Kondisi umum tempat tujuan (desa) . Misal :
Kabupaten Garut. Pekerjaan Lapangan Survey topografi, Pengukuran
Hidrologi, Pekerjaan Geoteknik, Kelistrikan Jalan akses, dan
Penggunaan lahan penentuan letak bangunan ( Layout Bangunan , dll).
Evaluasi dan Perancangan Perhitungan , Perancangan dasar PLTMH,
Penggambaran, dan Analisa nilai investasi. Laporan dan Evaluasi
Dokumen pekerjaan perencanaan PLTMH ....( diisi dengan nama tempat)
Misal : Dokumen pekerjaan perencanaan PLTMH Sukarame
IV.
Deskripsi Lokasi 4.1 Lokasi dan Data Teknis Peta Topografi Peta
Nomer Koordinat Skala Peta Lokasi Global
: 8 lampiran :: 07441.114LS dan 10749.208 BT :: Terlampir
4.2 Peta Terlampir
Gambar Peta
Nama Sungai
: Sungai cikeruh POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012 4
Nama Desa Nama Kecamatan Nama Kabupaten Provinsi Sumber Peta
: Desa Sukarame : Kecamatan Cisewu : Kabupaten sumedang : Jawa
Barat : Google maps, Google earth
4.3 Gambaran umum lokasi Desa Sukarame
Desa Sukarame secara geografis terletak di 07441.114LS dan
10749.208 BT. Desa Sukarame termasuk salah satu dari 7 desa yang
terdapat di Kecamatan Cisewu, Kabupaten Garut, Jawa Barat. Luas
wilayah Desa Sukarame sebesar 1.479 Ha. Sedangkan batas batas dari
Desa Sukarame adalah : Sebelah utara Sebelah selatan Sebelah timur
Sebelah barat
: Desa Sukajaya : Desa Indralayang : Desa Mangunjaya : Desa
Cikarang
Desa Sukarame terletak pada ketinggian 600 m dari permukaan
laut. Iklim di desa tersebut tergolong sedang dengan suhu berkisar
antara 24C - 27 C. Air yang digunakan untuk PLMTH Sukarame berasal
dari sungai Cilayu. Sungai Cilayu yang mengalir ke arah timur ke
barat, terletak di wilayah Desa Sukarame. Panjang sungai Cilayu
mencapai 15,70 km. Kondisi tanah di wilayah tersebut cukup terjal.
Sedangkan tanah sepanjang sungai berbatu dan cukup gembur.
4.4 Potensi sumber daya air di Desa Sukarame
Sumber daya air yang akan digunakan untuk PLTMH di Desa Sukarame
ini merupakan aliran air irigasi bagi masyarakat setempat.
Pengukuran debit air serta informasi masyarakat menunjukkan
ketersediaan sumber daya air tersedia sepanjang tahun dalam jumlah
yang POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012 5
memadai. Curah hujan rata-rata di daerah itu 1500 mm dengan
jumlah bulan hujan 6 bulan setiap tahun. Pengukuran sesaat pada
musim kemarau mendapatkan debit aliran air di Sungai Cilayu
sebanyak 0,15 m3/detik. Topografi daerah Desa Sukarame, khususnya
sekitar aliran Sungai Cilayu, memiliki potensi yang cukup untuk
mendapatkan tinggi jatuhan air yang memadai untuk pembangunan
PLTMH. Tinggi jatuhan air (head) untuk PLTMH Sukarame terdapat pada
lokasi sejauh 300 meter dari jalan utama desa di daerah pemukiman
Desa Sukarame. Tinggi head untuk PLTMH Sukarame sebesar 100 m.
Tabel Curah Hujan CisewuTahun Bulan Januari Februari Maret April
Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember Total
Curah Hujan 327 83 165 40 38 138 27 45 15 153 11 43 1.085 2007 Hari
17 8 13 4 2 12 2 4 1 10 1 3 77 Rata-rata 19,23 10,37 12,69 10 19
11,5 13,5 11,25 15 15,3 11 14,33 165,18 Curah Hujan 442 214 197 80
67 0 13 0 0 206 55 83 1.357 2008 Hari 25 21 15 7 5 0 2 0 0 19 3 8
105 Rata-rata 17,68 10,19 13,13 11,23 13,4 0 6,5 0 0 10,84 18,33
10,37 12,92
Sumber : Cisewu dalam angka 2009, BPS Kabupaten Garut
Perhitungan Nilai Head :
300 m Berapa Headnya....... m? 200m Aliran sungai Head= 300m
200m Laut POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012 6
= 100 m
4.5 Kondisi elektrifikasi di Desa Sukarame
Desa Sukarame dapat dikatakan sebagai daerah tertinggal karena
mayoritas penduduknya belum mendapat listrik yang disuplai oleh
Perusahaan Listrik Negara (PLN). Jarak terdekat jaringan listrik
PLN ke Desa Sukarame sekitar 7 km. Oleh karena itu, pembangunan
PLTMH Sukarame nantinya dapat dioperasikan dan dimanfaatkan oleh
penduduk Desa Sukarame untuk memenuhi kebutuhan listrik seharihari.
Pemasangan instalasi listrik diutamakan pada pusat desa dan
menjangkau 45 KK yang terbagi dalam instalasi listrik rumah warga,
fasilitas umum dan fasilitas sosial. Pemasangan jaringan listrik
dan instalasi listrik rumah warga, fasilitas umum dan fasilitas
sosial baru dipasang pada Kampung Cibadak, Cipongpok, Pasirhuni dan
Cisalada.
4.6 Layout sistem PLTMH Sukarame
PLTMH Sukarame memanfaatkan aliran air sungai untuk pertanian
masyarakat lokal dan airnya setelah digunakan dialirkan kembali ke
saluran sungai tersebut. Intake saluran ini terletak pada sisi
kanan Sungai Cilayu Desa Sukarame dilihat dari arah aliran sungai.
Rencana PLTMH Sukarame ini akan menggunakan bendung (weir), intake
dan bak penenang di satu lokasi pada sisi kanan Sungai Cilayu Desa
Sukarame dilihat dari arah aliran sungai. Debit air aliran sungai
ini adalah 0,15 m3/detik. Sedangkan besar head yang terukur adalah
100 meter.
4.7 Aksesibilitas
Lokasi PLTMH di Desa Sukarame terletak 145 km ke arah timur dari
kota Bandung, Ibukota Propinsi Jawa Barat. Untuk mencapai lokasi
PLTMH Sukarame, dari Bandung dapat menggunakan kendaraan roda empat
selama 8.5 jam sampai lokasi. Jalan dari Bandung ke Garut adalah
jalan beraspal sejauh 60 km dan dapat ditempuh dalam waktu 4 jam.
Jalan dari Garut ke Kecamatan Cisewu merupakan jalan beraspal
sejauh 56 km dan dapat ditempuh dalam waktu 3 jam. Sedangkan jalan
dari Kecamatan Cisewu ke Desa Sukarame sejauh 30 POLITEKNIK NEGERI
BANDUNG 2012 7
km selama 1.5 jam, dan dari Desa Sukarame menuju ke lokasi PLTMH
Sukarame berupa jalan tanah terjal sejauh 500 m.
V.
Analisa Pembangunan PLTMH
5.1 Estimasi daya terbangkit di Sungai Cilayu
Komponen utama perhitungan daya yang biasa dibangkitkan oleh
suatu PLTMH adalah potensi debit air yang tersedia (Q) dan tinggi
jatuh (Hnet). Berdasarkan data lapangan, debit air di sungai Cilayu
di Desa Sukarame, Kecamatan Cisewu, Kabupaten Garut, Propinsi Jawa
Barat bervariasi. Untuk debit tertinggi terjadi pada tahun 2008
yaitu sebesar 1,282 m3/detik. Sedangkan dari hasil pengukuran
ketinggian jatuh yang bisa dimanfaatkan (Hnet) sebesar 14 meter
dengan panjang pipa penstock sebesar 140 meter. P = g x Hnet x Qd
xtot (kW) Ket : P Hnet Qd g = daya output (kW) = tinggi jatuh air
bersih (m) = debit desain (m3/det) = kostanta gravitasi bumi (9.81
m/s3) = efesiensi total (%)
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
8
Contoh perhitungan : DIK : g Hnet Qd tot DIT : P....? Jawab : P
= g x Hnet x Qd xtot (kW) = 9.81 m/s3 x 14 m x 1.174 m3/det x 0.596
= 96.097 kW = 9.81 (m/s3) = 14 m = 1.174 (m3/det) data bulan
januari= turbine
x generator x mekanik x sal.air = 0.596 %
Tabel 4 POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012 9
Bulan Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus
September Oktober Nopember Desember
Debit (l/det) 1174 1282 1047 372 319 184 394 162 149 1027 947
1262
Head (m) 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14
Daya Output (kW) 96.097 104.937 85.701 30.449 26.111 15.061
32.250 13.260 12.196 84.064 77.516 103.300
Estimasi daya terbangkit terbesar pada Sungai Cilayu sebesar
104,937 kW. Daya terbangkit terbesar ini terjadi antara bulan
Januari sampai bulan Maret serta pada bulan Desember. Hal ini
disebabkan pada bulan-bulan tersebut terjadi musim hujan, maka
debit airnya sangat tinggi. Sedangkan pada musim kemarau, estimasi
daya terbangkit terendah sebesar 12,196 kW.
VI.
Kesimpulan
Sebagai penutup dalam laporan ini, kesimpulan yang dapat saya
tarik dari studi potensi dengan menjadikan daerah Desa Sukarame
menjadi objek perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
adalah : 1. Dengan debit terbesar 1.282 m3/det (data tahun 2008
bulan Februari) estimasi daya terbangkit yang dapat dihasilkan
sebesar 104,937 kW. 2. Sedangkan estimasi daya trbangkit terendah
didapatkan nilai sebesar 12,196 kW pada saat debit air Sungai
Cilayu sebesar 0.149 m3/det.
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
10