kesesuaian sarana prasarana, kompetensi guru, manajemen, dan

Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat, Analisis Penghitungan ...
73
ANALISIS PERHITUNGAN KAPASITAS DAYA TERPASANG DALAM
PERENCANAAN PEMBANGUNAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
MIKROHIDRO (PLTM) DI DESA BURNO, KECAMATAN SENDURO –
KABUPATEN LUMAJANG
Oleh:
Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat
Dosen Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya
Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui informasi input dan output daya pada
potensi PLTM di Desa Burno, Kecamatan Senduro, Kabupaten Lumajang serta mendisain
pekerjaan Sipil, Mekanik, dan Elektrik yang ideal dari suatu PLTM di titik potensi.
Sedangkan manfaat dari penelitian ini adalah sebagai informasi lengkap dalam
perancangan PLTM bagi Pemerintah Daerah Kabupaten Lumajang pada titik potensi
di Desa Burno, Kecamatan Senduro. Tahapan dari penelitian ini adalah studi literature, survey,
identifikasi pengumpulan data debit air dan tinggi jatuh (head), Analisis data debit harian
selama satu tahun yang mengalir di Desa Burno, Kecamatan Senduro, Kabupaten Lumajang.
Desain dan kajian instalasi sipil meliputi pintu pengambilan, saluran penghantar, bak
penenang, saringan sampah, rumah pembangkit hingga saluran pembuang dan menentukan
jenis Turbin dan Generator. Hasil penelitian ini adalah perancangan PLTM, dengan berawal
pada suatu potensi sumber daya air yang layak secara teknis untuk PLTM. Data input
adalah sebagai berikut debit design sebesar 0,383 m3/s, beda tinggi efektif dari titik
potensi adalah 8,3 m, sehingga daya yang dapat dibangkitkan sebesar 19,064 kW,
atau 22,428 kVA dan mampu mencukupi kurang lebih 44 Rumah (Kepala Kelurga), dengan
pembagian daya 500 VA per Rumah. Untuk desain teknis civil work, mechanic work, electric
work dari perencanaan PLTM masing-masing diperoleh data teknis sebagai berikut : Saluran
Pembawa dengan tipe saluran terbuka, gradient 6 %, panjang 99 m, untuk rumah pembangkit
dengan tipe standar (pondasi beton, pasangan batu kali), sedangkan untuk pipa pesat
menggunakan tipe permukaan dari bahan baja, dengan garis tengah 18 inchi dan panjang 18 m,
untuk jaringan distribusi menggunakan saluran udara pada tiang besi, tegangan kerja 220 Volt
/380 Volt sepanjang 2 km. Sedangkan untuk Turbin yang digunakan adalah jenis Med Cross
Flow dengan jenis Generator adalah Motor Induksi yang dioperasikan sebagai Generator.
Generator yang digunakan adalah 40 kVA.
Kata Kunci: potensi PLTM, debit, head, perancangan, pekerjaan sipil
Kebutuhan listrik saat ini sudah menjadi
kebutuhan utama penduduk. Di Jawa
Timur dari tahun ke tahun sangat
meningkat yang tidak diiringi oleh
pembangunan
sub
sektor
ketenagalistrikan dan ini menjadi
perhatian pemerintah (Budiono, Chayun,
2003). Secara umum listrik adalah sarana
untuk
meningkatkan
kesejahteraan
masyarakat dan listrik juga merupakan
salah satu utilitas utama perumahan yang
harus di penuhi di dalam pembangunan
suatu perumahan baik perumahan
sederhana di pedesaan maupun di dalam
pembangunan
rumah
susun.
Permasalahan yang ada pada saat ini
adalah terbatasnya suplai tenaga listrik
yang mengakibatkan krisis energi
ketenaga listrikan. Sebagian besar
pasokan listrik berasal dari Perusahaan
74
JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 3, NO 2, AGUSTUS 2014
Listrik Negara (PLN) melalui jaringan
kabel (grid PLN). Jaringan utama
tersebut menyediakan daya listrik yang
umumnya berasal dari Pembangkit
Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pembangkit
Listrik
Tenaga
Diesel
(PLTD),
Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
(PLTP), dan Pembangkit Listrik
Tenaga Air (PLTA). PLTU biasanya
menggunakan batubara ataupun gas
sebagai bahan bakarnya. Jaringan
Tenaga Listrik yang bersumber dari
Pembangkit
Listrik
Tenaga
Mikrohidro (PLTM) masih jarang
ditemui.
Oleh karena itu Pemerintah
berupaya memberikan bantuan listrik
bagi daerah terpencil atau belum
berkembang yang belum terjangkau
jaringan listrik PLN sebagaimana
diamanatkan
oleh
Peraturan
Pemerintah No. 3 Tahun 2005, dan
berdasarkan
ketentuan
dimaksud
Pemerintah Propinsi Jawa Timur c.q.
Dinas Energi dan Sumber Daya
Mineral melalui APBD mengupayakan
bantuan Pembangkit Listrik Tenaga
Mikrohidro (PLTM) bagi penduduk
desa /dusun terpencil yang belum
terjangkau pelayanan listrik PLN ke
depan dan tentunya melalui koordinasi
dengan Pemerintah Kabupaten di Jawa
Timur yang mengusulkan bantuan
dimaksud.
Kabupaten Lumajang dengan
jumlah wilayah terdiri dari 21 wilayah
kecamatan, 197 desa dan 7 kelurahan
dengan luas wilayah ± 1.791 Km2 atau
3,74 % dari luas Propinsi Jawa Timur
sebagian besar belum teraliri listrik,
sementara hanya dengan sambungan pada
jarak yang begitu jauh dari sumber tenaga
listrik PLN, serta mempunyai potensi
dekat dengan aliran sungai, mendapat
bantuan pembangunan PLTM.
Jarak Dusun dengan titik akhir
jaringan listrik Nasional (PLN) 4 Km.
Selama ini penduduk memperoleh aliran
listrik dengan cara Oloran (Saluran listrik
Lokal). Lebih jelasnya mengenai batas
wilayah geografis Kabupaten Lumajang
dapat dilihat pada Gambar 1 (Bapekab
Lumajang, 2009).
Gambar 1. Batas Wilayah Geografis Kabupaten Lumajang
Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat, Analisis Penghitungan ...
Selanjutnya untuk mendapatkan
hasil pekerjaan pengadaan bantuan yang
optimal sesuai dengan harapan, terarah
dan sesuai dengan kondisi lapangan
maka perlu dilakukan "Perencanaan'
terlebih dahulu sebelum pengadaan
bantuan pembangunan PLTM dimaksud.
Pembangkit
Listrik
Tenaga
Mikrohidro (PLTM).
Penerapan pembangkit listrik
tenaga mikrohidro di jaringan irigasi
adalah untuk menunjang pembangunan
pedesaan melalui peningkatan taraf
sosial-ekonomi
masyarakat
desa.
Jaringan irigasi yang banyak dibangun di
daerah pedesaan untuk menunjang
pembangunan pertanian menyimpan
potensi tenaga air yang cukup besar
untuk dimanfaatkan bagi PLTM.
Penerapan Pembangkit Listrik
Tenaga Mikrohidro di jaringan irigasi
adalah untuk mengembangkan potensi
tenaga air yang terdapat pada jaringan
irigasi menjadi potensi tenaga listrik,
dengan membuat pembangkit listrik
tenaga mikrohidro pada bagian-bagian
dari jaringan irigasi yang mempunyai
potensi, dan menyalurkan tenaga listrik
yang dihasilkan kepada masyarakat
pemakai untuk dimanfaatkan bagi
pengembangan potensi sosial-ekonomi
desa (pendidikan, kesehatan, keluarga
berencana,
keagamaan,
pertanian,
peternakan,
industri
kecil/rumah,
kerajinan, ketrampilan, perdagangan dan
lain-lain).
Potensi tenaga air tersebar hampir
di seluruh Indonesia dan diperkirakan
mencapai 75.000 MW, sementara
pemanfaatanya baru sekitar 2,5 persen
75
dari potensi yang ada (Satriyo, Puguh
Adi, 2004). Turbin air sebagai alat
pengubah energi potensial air menjadi
energi gerak dengan torsi putar yang
dapat dimanfaatkan sebagai penggerak
Generator, Pompa dan peralatan lain.
Untuk daerah /lokasi yang mempunyai
sumber
energi
air
sangatlah
menguntungkan apabila memanfaatkan
teknologi Turbin Air.
Keunggulan.
Beberapa kelebihan dari Pembangkit
Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM)
antara lain adalah sebagai berikut :
1. Perawatan relatif mudah dan murah.
2. Potensi energi air yang melimpah;
3. Teknologi yang handal dan kokoh
sehingga mampu beroperasi lebih dari
15 tahun;
4. Teknologi PLTM merupakan teknologi
ramah lingkungan dan terbarukan;
5. Effisiensi tinggi (70-85 persen).
Persyaratan Teknis.
Untuk membangun Pembangkit
Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM)
dalam rangka menunjang pembangunan
pedesaan melalui peningkatan taraf
sosial-ekonomi
masyarakat
Desa,
dibutuhkan beberapa persyaratan teknis
sebagai berikut (Sutisna, Nanang, 2004):
1. Sistem pengelolaan jaringan irigasi
cukup baik, sehingga pendistribusian
air berlangsung secara teratur sepanjang
tahun.
2. Debit air yang diperlukan tersedia
sepanjang tahun dan dapat dipenuhi
oleh Debit Sungai rata-rata pada musim
kemarau.
76
JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 3, NO 2, AGUSTUS 2014
3. Tinggi terjun yang cukup, yang
bersama-sama dengan Debit aliran
menghasilkan potensi tenaga air yang
dinyatakan dengan Daya sumber : Ps
=r.g.Q.H
dengan :
Ps = daya sumber (W)
r = kerapatan massa air (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/dt2)
Q = debit aliran (m3/dt)
H = tinggi terjun (m)
Adapun Potensi Listrik Tenaga
Mikrohidro dinyatakan dengan Daya
hasil sebagai berikut :
Ph = ht . Ps
dengan :
Ph = daya hasil (W)
ht = effisiensi total PLTM (%)
4. Pembuatan PLTM tidak mengganggu
sistem irigasi yang sudah ada, bahkan
agar diusahakan adanya peningkatan
/perbaikan.
5. PLTM menggunakan teknologi tepat
guna agar pembuatan, pengoperasian
dan pemeliharaannya dapat dilakukan
dengan menggunakan tenaga kerja
setempat.
Persyaratan Sosio-Ekonomi.
Upaya membangun Pembangkit
Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM)
dalam rangka menunjang pembangunan
di Pedesaan melalui peningkatan taraf
sosial-ekonomi
masyarakat
Desa
dibutuhkan beberapa persyaratan sosioekonomi sebagai berikut
(Danar,
Donianto, 2008) :
1. Potensi listrik tenaga mikrohidro yang
ada merupakan sumber daya yang dapat
menunjang pembangunan pedesaan.
Potensi sosial-ekonomi desa yang dapat
dikembangkan dengan adanya PLTM
cukup besar.
2.Biaya
pembuatan PLTM
dapat
ditanggulangi oleh usaha swadaya
masyarakat, koperasi atau unit usaha
swasta kecil dan menengah lainnya.
3.Usaha kelistrikan dari PLTM secara
ekonomi
dapat
dipertanggung
jawabkan, dalam arti potensi konsumen
yang ada dapat menyerap produksi
listrik yang dihasilkan dengan harga
jual yang ditetapkan berdasarkan
prinsip-prinsip pengusahaan.
Potensi sumber daya manusia
yang ada dapat diharapkan untuk
mengelola PLTM secara baik dan handal.
Pemilihan
Tipe
Turbin
pada
Pembangkit
Listrik
Tenaga
Mikrohidro (PLTM).
Pembangkit
Listrik
Tenaga
Mikrohidro (PLTM) adalah suatu
pembangkit listrik skala kecil yang
mengubah energi potensial air menjadi
kerja mekanis, memutar turbin dan
generator untuk menghasilkan daya
listrik skala kecil, yaitu sekitar 0-100 kW.
Turbin merupakan salah satu mesin fluida
yang mengubah energi mekanis fluida
menjadi kerja poros. Terdapat dua jenis
utama turbin, yaitu turbin aksi/impuls dan
turbin reaksi. Pada turbin impuls,
pancaran (jet) air bebas mendorong
bagian turbin yang berputar yang
ditempatkan pada tekanan atmosfir.
Sebagai contoh turbin ini adalah turbin
pelton, turgo, dan crossflow. Sedangkan
pada turbin reaksi, aliran air terjadi pada
tekanan tertutup. Sebagai contoh turbin
ini adalah turbin kaplan, propeller dan
turbin francis. Kedua jenis turbin tersebut
tergantung pada perubahan momentum
Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat, Analisis Penghitungan ...
dari air, sehingga gaya dinamiklah yang
mengenai bagian yang berputar (Runner)
dari turbin tersebut.
Pada dasarnya pemilihan tipe
turbin untuk PLTM sama seperti
pemilihan tipe turbin pada PLTA
konvensional yang pernah ada. Dasar
pemilihan tipe turbin sebagai penggerak
generator pada Pembangkit Listrik
Tenaga Mikrohidro (PLTM) terlebih
dahulu harus diketahui besaran Head
(meter), debit air (m3/detik) , dan
besarannya kecepatan putar turbin (n).
Kecepatan putaran turbin diperoleh
dengan mengetahui kecepatan air yang
akan masuk sudu-sudu turbin, dengan
merubah kecepatan linear menjadi
kecepatan keliling (sentrifugal) pada
poros turbin tersebut yang disebut dengan
kecepatan keliling (U1 = D x phi x n).
Dengan : U1 = Kecepatan Keliling D =
Diameter Roda Turbin n = Putaran
Turbin.
Dalam
pemilihan
kecepatan
putaran sedapatnya ditentukan setinggi
mungkin, karena dengan kecepatan putar
yang tinggi akan didapat momen punter
(kopel) yang kecil, poros yang kecil, dan
diameter roda turbin yang kecil, sehingga
akan membuat ukuran Generator lebih
kecil. Kecepatan keliling U1 meningkat
dengan membesarnya n. Selanjutnya
yang sangat penting untuk diketahui
dalam merencanakan turbin adalah
menentukan kecepatan spesifik (nq )
yang akan sangat menentukan dalam
perencanaan tipe turbin yang akan
digunakan dalam PLTMH. Besar
kecepatan spesifik (nq) dapat diperoleh
dengan rumus:
77
Dengan : n = Jumlah putaran permenit V
= Kapasitas air ( m3/detik) H = Head/
tinggi air jatuh (m)
Gambar 2. Hubungan antara Net Head, Water
Flow dan Daya Turbin
Gambar 3. Grafik Head = f(Nsq) pada
Beberapa Jenis Turbin
Selain dengan menggunakan
rumus diatas, nilai dapat juga diperoleh
dengan menggunakan Grafik kecepatan
spesifik Gambar 2 dibawah ini setelah
78
JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 3, NO 2, AGUSTUS 2014
diketahui besar nilai Head, Putaran
Turbin, dan Kapasitas air. Setelah
mengetahui Kecepatan spesifik tersebut
dapat ditentukan jenis Turbin yang akan
digunakan. Apakah akan digunakan
Turbin propeller, pelton, cross flow atau
yang lainnya. Penentuan jenis Turbin
untuk PLTM juga dapat secara langsung
melalui Gambar 3 Grafik Head = f(Nsq)
pada beberapa jenis turbin berikut setelah
diketahui nilai kecepatan spesifik dari
cara perhitungan diatas.
Spesifikasi Teknis.
Dengan memakai rumus di bawah
ini, bisa dihitung kapasitas PLTM sesuai
dengan
spesifikasinya
:
P = r x g x Q x H x eff (Watt)
Sebagai contoh disini diberikan data
spesifikasi teknis untuk tipe DASTEL
400CF.
DASTEL 400 CF.
Net Head Hnet meter 10 15 20 30 40
Debit Q m3/s 0,61 0,75 0,86 1,10 1,22
Diameter Runner Do meter 0,40 0,40
0,40 0,40 0,40
Putaran turbin N Rpm 315 386 446 546
630
Power Ps kW 42 78 119 229 338
Efisiensi h 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71
Lebar runner Bo meter 0,60 0,61 0,60
0,63 0,60
Diameter pipa Dia in 35 38 41 47 49
Selain tipe ini, telah dikembangkan pula
tipe DASTEL 100,150 dan 200CF.
Aplikasi.
Sejauh ini, PLTM in telah diaplikasikan
di antara lain Kampung Cibunar, Desa
Pager Ageung, Tasikmalaya.
METODE PENELITIAN
Dalam menyelesaikan permasalahan penelitian ini menggunakan metode
sebagai berikut :
- Observasi : survei lapangan (ke lokasi)
- Analisis perhitungan matematis
Lingkup Kegiatan
Lingkup Kegiatan Perencanaan
PLTM di Desa Burno, Kec. Senduro –
Kab. Lumajang adalah sebagai berikut:
1. Pelaksanaan Pra Pembangunan /
survey lapangan
Di dalam kegiatan perencanaan
pembangunan berupa survei potensi
PLTM terdapat beberapa hal yang
harus
dipertimbangkan
sebelum
pembangkit mikro hidro tersebut
dibangun, yaitu :
 Penentuan titik lokasi penempatan rumah pembangkit.
Penentuan titik lokasi untuk
penempatan rumah pembangkit
suatu PLTM merupakan langkah
awal yang sangat menentukan
rencana
pembangunan,
dan
pemanfaatan hasilnya.
Titik lokasi penempatan rumah
pembangkit haruslah ditentukan
secara cermat dan tepat karena hal
ini akan berpengaruh terhadap :
a.Bangunan (struktur geologi,
pondasi, bahan, pemeliharaan
bangunan
dan
keberadaan
bangunan dari kemungkinan
bencana banjir, longsor dll)
b.Besaran potensi listrik
c.Jaringan listrik ke rumah warga
d.Biaya pembangunan, pemeliharaan dan operasional.
Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat, Analisis Penghitungan ...
 Komunitas yang akan langsung
terlibat.
Hal-hal penting berupa keterlibatan penduduk sekitar proyek,
pembangunan.
Transportasi
yang akan digunakan, kebisingan dan polusi udara yang akan
diterima masyarakat, pemasangan tiang dan distribusi serta
permasalahan tanah sehingga
perlu disosialisasikan kepada
masyarakat
 Area tangkapan air (biasanya
hutan);
Ini merupakan faktor yang perlu
dipertimbangkan,
mengingat
lahan yang tersedia terbatas.
Jika populasi di daerah tempat
akan dibangunnya PLTM pada
daerah yang tinggi, maka
kemungkinan besar akan terjadi
penebangan hutan yang tidak
dapat terkontrol, hal ini dapat
mengakibatkan daerah tangkapan
air dapat terganggu. Sehingga
quantitas
dari
air
yang
merupakan sumber utama dari
pembangkit
PLTM
dapat
berkurang
sehingga
dapat
mengakibatkan
terganggunya
oprasional
dari
pembangkit
tersebut.
2. Perencanaan pengadaan PLTM,
pembangunan fasilitas Sipil
 Perencanaan
pembangunan
saluran,
pembanguan
bak
penampung dan pemisah air,
pembangunan
penstock,
pembangunan rumah Generator
dan
pembangunan
struktur
pembuangan air,
79
 Perencanaan
pembangunan
mekanik meliputi: Perencanaan
pembangunan
turbin
dan
pembangunan generator.
 Perencanaan pembangunan Electrical: Perencanaan pembangunan
transmisi mekanik, pembangunan
kompensator beban, pembangunan saluran distribusi.
Langkah Pelaksanaan Pekerjaan.
Pekerjaan dilaksanakan dalam
beberapa tahap, yaitu :
1. Tahap I :
 Pengumpulan
data
sekunder
/kajian pustaka.
 Survey Lokasi / Penelitian
lapangan, meliputi :
- Informasi
Potensi PLTMH
(data awal).
- Peninjauan lokasi.
- Pengukuran topografi, debit air,
head dll.
- Tata guna lahan.
- Kondisi elektrifikasi.
- Pemakaian beban (KK).
2. Tahap II.
 Studi kelayakan (Potensi SDA,
Kondisi Alam, Kondisi desa dan
Kondisi Lingkungan.
 Perencanaan Teknis (Design
Engineering), diantaranya :
- Perencanaan Sipil.
- Perencanaan Mekanikal.
- Perencanaan Elektrikal.
3. Tahap III.
Penyusunan
laporan
akhir
(seluruh pekerjaan sesuai ruang lingkup)
80
JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 3, NO 2, AGUSTUS 2014
dengan cara Oloran (Saluran listrik
Lokal).
Berdasarkan sensus penduduk
pada akhir tahun 2007, jumlah penduduk
Kecamatan Senduro tahun 2007 sebanyak
48.561 jiwa, dimana tingkat pertumbuhan
penduduk rata-rata selama 5 (lima) tahun
terakhir adalah sebesar 2,38 %.
Sedangkan penduduk desa Burno 5078
jiwa atau 1246 KK. Penduduk Dusun
Mlambing yang rencana mendapat aliran
listrik PLTM adalah 158 Rumah, terdiri
dari :
RT.02 = 50 Rumah, RT.03 = 48 Rumah,
RT.04 = 27 Rumah, RT.05 = 33 Rumah.
Lebih jelasnya mengenai Peta Rumah
penduduk Dusun di sekitar Pembangunan
PLTM Dusun Mlambing, Kec. Senduro Kabupaten Lumajang dapat dilihat pada
Gambar 4.
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Data Wilayah.
Wilayah Kabupaten Lumajang
terletak pada ketinggian antara 0 – 3.676
m dari permukaan laut yang dibedakan
atas : Bagian Tengah berupa dataran
rendah sampai tinggi yang merupakan
daerah subur; Bagian Utara berupa
daerah perbukitan dan pegunungan yang
kering dan tandus; Bagian Selatan berupa
daerah rendah sampai tinggi yang kurang
subur.
Jarak lokasi rencana PLTM
dengan ibu kota Kabupaten 18 Km, jarak
dengan ibu kota kecamatan 21 Km, jarak
menuju PLTM 4 Km dengan kondisi
jalan belum beraspal. Jarak Dusun
dengan titik akhir jaringan listrik
Nasional (PLN) 4 Km. Selama ini
penduduk memperoleh aliran listrik
u
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
SALURAN PEMBUANG
SALURAN PEMBAWA
L - 99 m
RUMAH PEMBANGKIT
PIPA PESAT
BANGUNAN PENENANG
SUN GAI IREN G
- IRENG
KETERANGAN
: Batas Wilayah
: Irigasi
SALURAN PEMBUANG
SALURAN PEMBAWA
L - 99 m
RUMAH
PEMBANGKIT
PIPA PESAT
BANGUNAN PENENANG
KETERANGAN
: Batas Wilayah
: Jalan Setapak
: Irigasi
: Jalur Listrik
: Jalan Setapak
: Sekolah Dasar (SD)
: Jalur Listrik
: Rencana Tiang Listrik
- IRENG
AI IR EN
G
SUNG
: Jalan Aspal
: Masjid
: Musholla
PETA RENCANA PLTMH
Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat, Analisis Penghitungan ...
5
k.2
2
k.2
6
k.1
7
k.1
3
k.1
29
k.9
28
4
k.2
32
3
k.2
5 k.19
k.1
4
k.1
2
k.1
0 .11
k.1 k
k.8
27
k.6
31 k.20
30
8
k.1
6
1 k.2
k.2
81
k.7
26
k.5
25
k.3 k.30
1
33
7
k.2
8
k.2
k.35
35
k.34
k.33
34
k.32
24
k.2
k.4
k.1
k.3
9
k.2
23
k.37
36
k.36
22
k.39
37
k.38
38
k.40
21
20
39
4
k.4
40
k.43
k.41
19
k.42
18
17
KETERANGAN
16
: Irigasi
: Jalan Aspal
15
: Jalan Setapak
14
: Rencana Jalur Listrik
: Rencana Tiang Listrik
13
CATATAN :
: Masjid
12
: Musholla
* Jarak antar tiang dari Tiang 1 s/d 23 adalah ± 44 meter
: Sekolah Dasar (SD)
* Jarak antar tiang dari Tiang 24 s/d 40 adalah ± 40 meter
: Rumah Penduduk
k.1
: Kwh Meter
Gambar 4. Peta Rumah penduduk Dusun di sekitar Pembangunan PLTM Dusun Mlambing, Kec.
Senduro - Kabupaten Lumajang
2. Data Pengukuran.
A. Pengukuran Debit Aliran Sungai
> Penampang aliran Kali = Ireng-irang
bagian hulu
> Panjang Total Penampang = 5 m
> Law Water = Jam 12.00–13.00 (Tgl
24 Mei 2009)
Detail hasil pengukuran Debit Air aliran
Sungai ditunjukkan pada Tabel 1 dibawah
ini.
Tabel 1. Detail hasil Pengukuran Debit Air
Aliran Sungai
Sumber: Hasil Survey Tim.
Dari Tabel 1. Detail hasil Pengukuran
Debit Air aliran Sungai tersebut diatas,
maka diperoleh :
Jumlah Q 100 = 0.666 m3/dt.
Q 80 = 0.533 m3/dt.
B. Pengukuran Head.
> Panjang saluran Pembawa=99 m
> Panjang pipan tekan
= 15 m
> Saluran buang
= 1.5 m
> Total Head
= 9.28 m
Konsep Perencanaan Teknis PLTM
Hasil
pengukuran
lapangan
diperoleh data sebagai berikut :
- Tinggi Terjunan (H) = 8.3 m
- Debit Pembangkitan (Q) = 0.383 m3/dt
- Panjang pipa (L)
= 18 m
- Diameter Pipa (D)=18 inc ( 0.4572 m)
- Pipa (baja Cor)
= 0.050 m
Sebelum
suatu
PLTM
dipertimbangkan untuk dibangun, sangat
82
JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 3, NO 2, AGUSTUS 2014
penting untuk memprediksi ketersediaan
tenaga dari debit sungai dan tinggi energi
yang tersedia di lokasi. Besarnya potensi
tenaga air teoritis dapat dihitung dengan
rumus :
Dengan :
= tenaga air (watt)
= massa jenis air (Kg/m3)
= Debit Air (m3 /det).
g = gravitasi bumi (9.8 m/det2).
H = Tinggi air (m).
= 1 Kg/m3x 9.8 x0.383 m3/det
= 31.153 watt
= 31.153 KW
Maka hasil perhitungan diperoleh :
= 31.153 KW
Adapun Daya Turbin dapat dihitung
dengan rumus :
= Tenaga turbin air (Hp).
= Tenaga air (watt).
= Efisiensi turbin.
= 0.9 x 31.153 KW
= 28.037 KW
Dengan nilai
(Efisiensi Turbin)
diambil asumsi = 0.90, hasil perhitungan
diperoleh Daya Turbin Air :
= 22,428 kVA
Bila direncanakan per rumah /KK
mendapat Suplai Daya Listrik masingmasing sebesar 500 VA, maka jumlah
rumah (maksimum) yang mendapat Suplai
Daya Listrik dapat dihitung sebagai berikut
:
= 44,856 Rumah
= 44 Rumah
Berdasarkan klasifikasi yang dibuat oleh
Mosonyi, seperti dibawah ini :
 Tinggi tekan rendah 2 – 15 m.
 Tinggi tekan sedang 15 – 35 m.
 Tinggi tekan tinggi > 50 m.
Maka termasuk tinggi tekan rendah (2-15
m).
Sedangkan berdasarkan KAK PLTM Desa
Burno, Kec. Senduro – Kabupaten
Lumajang diberikan hubungan Daya,
Head, Tipe Turbin pada Tabel 2.
Tabel 2. Hubungan Daya, Head, Turbin
= 28.037 KW.
Adapun Daya Genset dapat dihitung
dengan rumus :
= 0.85 x 28,037 kW
= 23,83 kW
= 28,035 kVA
Genset yang digunakan yaitu = 40 kVA.
Beban maksimum Genset bisa dihitung :
= 0.8 x 23,83 kW
= 19.064 watt
Maka jenis turbin yang direkomendasikan
adalah jenis turbin Med Cross Flow
(Turbin Aliran Silang).
Parameter kecepatan spesifik, yaitu
kecepatan turbin dimana dapat dihasilkan 1
KW untuk setiap tinggi air jatuh H = 1 m,
kecepatan ini ( )
dinyatakan dengan rumus :
Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat, Analisis Penghitungan ...
Turbin dengan
dengan :
= Kecepatan turbin pada efisiensi
maksimum (rpm).
= daya turbin ( KW)
= Tinggi air jatuh (m)
Untuk kecepatan spesifik turbin pada
efisiensi maksimum disarankan = 1200
rpm, maka kecepatan spesifiknya :
Maka untuk suatu kondisi air tertentu (Q
dan H) berdasarkan kecepatan spesifiknya
dapatlah dipilih/ditentukan jenis turbin
yang sebaiknya dipergunakan agar
diperoleh efisiensi maksimum.
Acuan pemilihan Jenis Turbin berdasarkan
kecepatan spesifiknya adalah pada Tabel 3.
Hubungan antara jenis Turbin, Kecepatan
Spesifik, Efisiensi dan Tinggi Air Jatuh
sebagai berikut :
Tabel 3. Hubungan antara jenis Turbin,
Kecepatan Spesifik, Efisiensi dan Tinggi
Air Jatuh.
Francis
Propeller
yang lebih
tinggi akan lebih ekonomis, karena
yang tinggi berarti unit Turbinnya lebih
kompak. Tetapi, kecepatan roda Turbin
sangat tergantung pada konstruksi dan
kekuatan material Turbin dan Generator
atau bebanya. Oleh karena itu kecepatan
poros Turbin air biasanya berkisar antara
125 dan 750 rpm. Sedangkan kecepatan
sinkron dari Generator tergantung dari
frekuensi dan jumlah pasang kutubnya.
Kecepatan
sinkron
generator
dihitung dengan :
dengan :
f = frekuensi = 50 Hertz.
P = jumlah pasang kutub generator = 4
= 450.6 rpm
Jenis
Turbin
Implus
(Pelton)
83
Kecepata
n spesifik
2–4
4
Efesiensi
85-90
90
Tinggi Air
Jatuh
6000 – 2000
2000
4–7
30 – 82
82 – 90
90-82
90-94
94-93
2000-400
50
70-45
100 - 140
94
100-15
Sumber : Arismunandar (1997)
Jadi kecepatan Generator diambil sama
dengan kecepatan poros Turbin Air.
Rekomendasi Pemilihan Turbin
 Tipe/macam turbin : Turbin Med Cros
Flow.
 Arah aliran turbin : Aliran Silang.
 Katagori : Turbin dengan tinggi tekan
10 s/d 60 m.
 Kecepatan spesifik : 450.1 rpm.
 Tinggi tekan (H)
: 8.3 m
 Debit pengambilan : 0.383 m3/dt.
 Kecepatan Generator sama dengan
kecepatan poros Turbin Air.
Hasil perhitungan diatas diperoleh
data teknis untuk pembangkitan PLTM
Mlambing yaitu ditunjukkan pada Tabel 4
berikut.
84
JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 3, NO 2, AGUSTUS 2014
Tabel 4. Data Teknis PLTM Mlambing
2.
3.
4.
5.
6.
PENUTUP
Dari hasil Analisis perhitungan
Kapasitas
Daya
terpasang
dalam
perencanaan pembangunan Pembangkit
Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM) di
Desa
Burno,
Kecamatan
Senduro,
Kabupaten Lumajang dapat diambil
beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Kapasitas Daya terpasang PLTM yang
dapat dibangkitkan sebesar 19,064 kW
DAFTAR RUJUKAN
Budiono, Chayun, 2003, Handbook dari
Tantangan dan Peluang Usaha
Pengembangan Sistem Energi
Terbarukan di Indonesia Hal 5-6.
Jakarta.
Peraturan Pemerintah No. 3, Dinas
ESDM Jatim, 2005, Bantuan PLTM
bagi penduduk Desa /Dusun
7.
atau 22,428 kVA pada Debit rencana
(rata-rata) = 0,383 m/dt dan Tinggi
terjun = 8,3 m.
Tipe Turbin yang sesusai dengan Daya
dan Ketinggian (Head) adalah tipe Med
Cross Flow (Turbin Aliran Silang).
Dengan Kapasitas Daya terpasang yang
dibangkitkan sebesar 19,064 kW atau
22,428 kVA mampu mencukupi kurang
lebih 44 Rumah atau 44 KK (Kepala
Keluarga) dengan pembagian Daya
sebesar 500 VA per Rumah (KK).
Genset yang digunakan 40 kVA
4.Saluran pembawa dengan tipe saluran
terbuka, Gradien 66 %, panjang 99 m.
5.Pipa pesat dengan tipe permukaan,
dari bahan Baja, dengan Garis tengah
18 inchi dan panjang 18 m.
6.Rumah Pembangkit dengan tipe
Standar (Pondasi beton, pasangan batu
kali).
7.Jaringan Distribusi dengan tipe
Saluran Udara pada Tiang Besi dengan
tegangan 220 /380Volt dan sepanjang 2
km
terpencil yang belum terjangkau
pelayanan listrik PLN, Jakarta.
Bapekab. Lumajang, 2009, Digitisasi
Peta Administrasi Kecamatan dan
Wilayah
Laut
Kabupaten
Lumajang, Lumajang.
Satriyo, Puguh Adi, 2004, Pemanfaatan
Pembangkit
Tenaga
Listrik
Mikrohidro untuk daerah terpencil,
Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat, Analisis Penghitungan ...
Puslitbang Iptekhan Balitbang
Dephan., Jakarta.
Sutisno, Nanang, 2004, Departemen
Energi
kembangkan
sistem
Mikrohidro, Dept. ESDM, Jakarta.
www.lin.go.id/
Danar Donianto, 2008, Pembangkit
Listrik
Tenaga
Mikrohidro,
danardonianto.multiply.com/
85
Syahid Achmad, P.H. edy, 2013, Survey
Potensi Pembangkit Listrik Tenaga
Mikrohidro di Desa Burno,
Kecamatan Senduro, Kabupaten
Lumajang, Tahun 21, No. 1, Jurnal
Teknik Mesin UNM, Malang.
Arismunandar W., 1997, Penggerak
Mula Turbin, edisi 5, ITB,
Bandung.