Analisis tekno ekonomi mikrohidro untuk desa mandiri energi di

II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR
Energi air adalah energi yang telah dimanfaatkan secara luas di Indonesia yang dalam skala
besar telah digunakan sebagai pembangkit listrik. Pemanfaatan energi air pada dasarnya adalah
pemanfaatan energi potensial gravitasi. Energi mekanik aliran air yang merupakan transformasi dari
energi potensial gravitasi dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin atau kincir. Umumnya turbin
digunakan untuk membangkitkan energi listrik sedangkan kincir untuk pemanfaatan energi mekanik
secara langsung dan dari energi mekanik tersebut dikonversi menjadi energi listrik. Pada umumnya
untuk mendapatkan energi mekanik aliran air ini, perlu beda tinggi air yang diciptakan dengan
menggunakan bendungan. Akan tetapi dalam menggerakkan kincir, aliran air pada sungai dapat
dimanfaatkan ketika kecepatan alirannya memadai (anonim,2004).
Pemanfaatan energi air dalam skala kecil dapat berupa penerapan kincir air dan turbin. Dikenal
ada tiga jenis kincir air berdasarkan sistem aliran airnya, yaitu : overshot, breast-shot, dan under-shot.
Pada kincir overshot, air melalui atas kincir dan kincir berada di bawah aliran air. Air memutar kincir
dan air jatuh ke permukaan lebih rendah. Kincir bergerak searah jarum jam. Pada kincir breast-shot,
kincir diletakkan sejajar dengan aliran air sehingga air mengalir melalui tengah-tengah kincir. Air
memutar kincir berlawanan dengan arah jarum jam. Pada kincir under-shot, posisi kincir air
diletakkan agak ke atas dan sedikit menyentuh air. Aliran air yang menyentuh kincir menggerakkan
kincir sehingga berlawanan arah dengan jarum jam.
Pemanfaaan enegi listrik skala kecil dengan menggunakan turbin contohnya adalah mikrohidro.
Gambar 2. Contoh turbin pada mikrohidro tipe open flume
2.2 MIKROHIDRO
Mikrohidro atau yang dimaksud dengan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH),
adalah suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga
penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi
terjunan (head) dan jumlah debit air. Mikrohidro merupakan sebuah istilah yang terdiri dari kata
mikro yang berarti kecil dan hidro yang berarti air.
Secara teknis, mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sebagai sumber energi),
turbin, dan generator. Mikrohidro mendapatkan energi dari aliran air yang memiliki perbedaan
ketinggian tertentu. Pada dasarnya, mikrohidro memanfaatkan energi potensial jatuhan air (head).
Semakin tinggi jatuhan air maka semakin besar energi potensial air yang dapat diubah menjadi energi
listrik. Di samping faktor geografis (tata letak sungai), tinggi jatuhan air dapat pula diperoleh dengan
membendung aliran air sehingga permukaan air menjadi tinggi. Air dialirkan melalui sebuah pipa
pesat kedalam rumah pembangkit yang pada umumnya dibagun di bagian tepi sungai untuk
menggerakkan turbin atau kincir air mikrohidro. Energi mekanik yang berasal dari putaran poros
turbin akan diubah menjadi energi listrik oleh sebuah generator. Mikrohidro bisa memanfaatkan
ketinggian air yang tidak terlalu besar, misalnya dengan ketinggian air 2.5 meter dapat dihasilkan
listrik 400 watt. Relatif kecilnya energi yang dihasilkan mikrohidro dibandingkan dengan PLTA skala
besar, berimplikasi pada relatif sederhananya peralatan serta kecilnya areal yang diperlukan guna
instalasi dan pengoperasian mikrohidro. Hal tersebut merupakan salah satu keunggulan mikrohidro,
yakni tidak menimbulkan kerusakan lingkungan. Perbedaan antara Pembangkit Listrik Tenaga Air
(PLTA) dengan mikrohidro terutama pada besarnya tenaga listrik yang dihasilkan, PLTA dibawah
ukuran 100 KW digolongkan sebagai mikrohidro. Dengan demikian, sistem pembangkit mikrohidro
cocok untuk menjangkau ketersediaan jaringan energi listrik di daerah-daerah terpencil dan pedesaan
(Soetarno, 1975).
Beberapa keuntungan yang terdapat pada pembangkit listrik tenaga listrik mikrohidro adalah
sebagai berikut (Soetarno, 1975):
a. Dibandingkan dengan pembangkit listrik jenis yang lain, PLTMH ini cukup murah karena
menggunakan energi alam.
b. Memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dioperasikan di daerah terpencil dengan tenaga
terampil penduduk daerah setempat dengan sedikit latihan.
c. Tidak menimbulkan pencemaran.
d. Dapat dipadukan dengan program lainnya seperti irigasi dan perikanan.
e. Dapat mendorong masyarakat agar dapat menjaga kelestarian hutan sehingga ketersediaan air
terjamin.
Alasan-alasan pemasangan PLTMH antara lain (Soetarno, 1975) :
a. Di daerah itu ada potensi aliran air yang dapat dimanfaatkan untuk pembangkit listrik.
b. Daerah itu sulit atau jauh untuk dicapai jaringan PLN. Dan kalaupun dipasang biayanya akan
mahal.
c. Daerah tersebut berpenduduk maju dalam segala bidang baik pertanian, peternakan, perindustrian
ringan, pendidikan, dan lain sebagainya.
Ada persyaratan-persayratan yang harus dipenuhi untuk membangun PLTMH, yaitu
persyaratan teknik sipil, teknik listrik, ekonomi dan politik, dan persayratan biaya (Soetarno, 1975).
Persyaratan teknik sipil sangat penting karena mempengaruhi dan menentukan besarnya biaya,
sulit atau tidaknya pembangunan PLTMH dianggap menguntungkan apabila pekerjaan sipilnya
maksimum 30% dari seluruh biaya. Maka dari itu, di dalam menentukan lokasi sentral harus diadakan
peninjauan dan penelitian terhadap keadaan topografi, keadaan hidrologi,, keadaan tinggi jatuh air
(head), dan keadaan bahan bangunan dan tenaga kerja. Penelitiaan keadaan topografi Untuk
mengetahui situasi tanah, apakah berbukit-bukit, landai, lereng-lereng dan sebagainya. Peninjauan dan
penelitian keadaan hidrologi dipandang penting sekali, karena harus dipastikan bahwa aliran / saluran
pengairan tetap konstan mengalir selama minimum 5 tahun. Peninjauan meliputi hidrologi meliputi :
a. Kondisi sumber air dengan situasi sekitarnya, curah hujan rata-rata setiap tahun serta
lainya yang secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi banyak sedikitnya air.
b. Kondisi air sungai apakah mengandung kapur, belerang, zat besi, atau air tersebut
mengandung zat-zat lain, serta air tersebut tawar atau tidak dan sebagainya.
c. Pengukuran debit air sungai /mata air.
d. Bila air sungai diperhatikan apakah air dari sungai tersebut setelah atau sebelum untuk
mengairi sawah.
Keadaan tinggi jatuh air (head) perlu diperhatikan apakah terjunan terbuat dari air alam atau
buatan. Juga perlu ditinjau kemiringan sungai, karean hal ini akan berguna dalam peninjauan lebih
lanjut kemungkinan penambahan head.. keadaan bahan bangunan dan tenaga kerja apakah cukup
tersedia di daerah tersebut, atau harus mendatangkan dari daerah lain.
Persayratan teknik listrik yang perlu diperhatikan dalam menentukan efesien atau tidaknya
suatu PLTMH di bangun disuatu daerah adalah :
a. Jarak anatara sumber air (sentral listrik) dengan daerah yang akan diberi tenaga listrik
tidak begitu jauh.
b. Daerah yang akan diberi tenaga listrik mempunyai banyak rumah yang tetap
c. Baik atau tidaknya daerah tersebut untuk dilalui jaringan distribusi tenaga listrik.
d. Daerah tersebut belum mendapat tenaga listrik dari PLN.
e. Adanya distribusi rakyat atau setelah adanya tenaga lsitrik, industri berkembang.
Persyaratan ekonomi dan politik di suatu daerah (desa) berfungsi melengkapi persyaratan
teknik. Persyaratan ini adalah analisa dan penelitian tentang bagaimana keadaan prasarana, keadaan
demografinya, keadaan kesuburan dan pengolahan tanah, dan Pemilikan tanah dibanding dengan
jumlah penduduk.
Keadaan prasarana yang meliputi :
a. Keadaan perumahan penduduk.
b. Penghasilan penduduk, yaitu kemampuan penduduk untuk memperguanakan enaga
listrik.
c. Keadaan pendidikan umum, agama dan kesehatan.
Keadaan demografinya yang meliputi jumlah penduduk, baik laki-laki maupun perempuan,
baik orang dewasa maupun anak-anak, dan jumlah kelahiran dan kematian rata-rata tiap tahun. Untuk
saat ini perlu dipertimbangkan apakah darerah yang akan didirikan PLTMH ini mampu atau tidak ikut
membiayai pembangunan PLTMH tersebut. Dengan sendirinya prioritas akan diberikan pada daerah
yang mampu dan diharapkan modal bisa kembali. Akan teteapi bila di pandang dari segi sosial politik
sangat perlu, maka pemerintah pusat langsung medidirkan PLTMH di daerah yang dikehendaki.
Membiayai suatu PLTMH ada perbandingan harga yang bisa diapakai dari 100% total biaya
pembangunan PLTMH. Bangunan sipil 25% dari biaya total, pembangkit 30% dari biaya total, dan
transmisi 45% dari biaya total. Apabila perbandingan pembiayaan PLTMH tersebut teralu jauh
meleset, bisa ditunda pelaksanaanya
Beberapa komponen yang digunakan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro baik
komponen utama maupun bangunan penunjang, antara lain (Anonim,2004)):
a. Dam/Bendungan Pengalih (intake). Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui
sebuah pembuka di bagian sisi sungai ke dalam sebuah bak pengendap.
b. Bak Pengendap (Settling Basin). Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikelpartikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi
komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.
c. Saluran Pembawa (Headrace). Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk
menjaga elevasi dari air yang disalurkan.
d. Pipa Pesat (Penstock). Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke
sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah turbin.
e.
Turbin. Turbin berfungsi untuk mengkonversi energi aliran air menjadi energi putaran
mekanis.
f.
Pipa Hisap. Pipa hisap berfungsi untuk menghisap air, mengembalikan tekanan aliran yang
masih tinggi ke tekanan atmosfer.
g. Generator. Generator berfungsi untuk menghasilkan listrik dari putaran mekanis.
h.
i.
Panel kontrol. Panel kontrol berfungsi untuk menstabilkan tegangan.
Pengalih Beban (Ballast load). Pengalih beban berfungsi sebagai beban sekunder (dummy)
ketika beban konsumen mengalami penurunan. Kinerja pengalih beban ini diatur oleh panel
kontrol.
Penggunaan beberapa komponen disesuaikan dengan tempat instalasi (kondisi geografis, baik
potensi aliran air serta ketinggian tempat) serta budaya masyarakat. Sehingga terdapat kemungkinan
terjadi perbedaan desain mikrohidro serta komponen yang digunakan antara satu daerah dengan
daerah yang lain.
Pengembangan pembangkit listrik tenaga mikrohidro untuk pelistrikan pedesaan di Indonesia,
hanya ada dua jenis mesin pembangkit listrik yang direkomendasikan di Indonesia yaitu
(Anonim,2004):
a. Generator syncrhonous dengan turbin tipe cross flow dengan dummy load dan kontrolnya
(ELC)
b. Generator asynchronous (motor induksi dengan kapasitor) dengan turbin tipr reserve pump
dengan dummy load dan kontrolnya (IGC)
Keuntungan yang didapat dari PLTMH tipe generator synchronous dengan turbin tipe cross
flow adalah sumber tenaga sangat dapat dipercayai dengan frekuensi dan tegangan yang stabil untuk
jaringan mandiri dan mesin dapat didisain dan dibuat sesuai untuk berbagai kondisi nyata lokasi.
Sedangkan kelemahan PLTMH tipe ini adalah biaya yang mahal.
Keuntungan yang didapat dari PLTMH tipe asynchronous dengan turbin tipe reserve pump
(PAT) adalah biaya yang rendah jika sebuah pompa dengan motor yang sesuai dengan disain lokasi.
Kerugian dari tipe ini adalah sulitnya untuk memilih pompa yang sesuai dengan motor pasar, tanpa
kontrol voltase, dan masa pakai kapasitor untuk sisem ini pendek.
Turbin berperan untuk mengubah energi air (energi potensial, tekanan, dan energi kinetik)
menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros. Putaran poros turbin ini akan diubah oleh
generator menjadi tenaga listrik. Beradasarkan prinsip kerjanya, turbin air dibagi menjadi dua
kelompok yaitu turbin impuls dan turbin reaksi.
Pada turbin impuls, runner berputar karena adanya pukulan dari pancaran air yang memiliki
kecepatan, dimana tekanan telah dikumpulkan dari tekanan ketinggian pada saat pemancaran dari
nozzle. Untuk jenis ini, tekanan pada setiap sisi sudu geraknya/runnernya atau bagian turbin yang
berputar sama. Turbin yang termasuk jenis ini adalah turbin crossflow, turbin pelton, dan turbin turgo.
Pada turbin reaksi, runner berputar karena adanya tekanan dari aliran air. Turbin yang
termasuk jenis ini adalah turbin jenis francis dan turbin propeller. Yang termasuk jenis turbin
propeller adalah turbin kaplan, diagonal mixed flow, turbin tubular, dan turbin straight flow (tipe
package).
2.3 PRINSIP KERJA MIKROHIDRO
Pembangkit listrik tenaga Mikrohidro pada prinsipnya memanf aatkan beda ketinggian dan
jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air saluran irigasi, sungai atau air terjun. Aliran air ini
akan memutar poros turbin sehingga menghasilkan energi mekanik. Energi ini selanjutnya
menggerakkan generator dan menghasilkan listrik.
Pembangunan PLTMH perlu diawali dengan pembangunan bendungan untuk mengatur aliran
air
yang akan dimanfaatkan sebagai tenaga penggerak PLTMH. Bendungan ini dapat berupa
bendungan beton atau bendungan beronjong. Bendungan perlu dilengkapi dengan pintu air dan
saringan sampah untuk mencegah masuknya kotoran atau endapan lumpur. Bendungan sebaiknya
dibangun pada dasar sungai yang stabil dan aman terhadap banjir.
Di dekat bendungan dibangun bangunan pengambilan (intake). Kemudian dilanjutkan dengan
pembuatan saluran penghantar yang berf ungsi mengalirkan air dari intake. Saluran ini dilengkapi
dengan saluran pelimpah pada setiap jarak tertentu untuk mengeluarkan air yang berlebih. Saluran ini
dapat berupa saluran terbuka atau tertutup. Di ujung saluran pelimpah dibangun kolam pengendap.
Kolam ini berf ungsi untuk mengendapkan pasir dan menyaring kotoran sehingga air yang masuk ke
turbin relatif bersih. Saluran ini dibuat dengan memperdalam dan memperlebar saluran penghantar
dan menambahnya dengan saluran penguras. Kolam penenang (forebay) juga dibangun untuk
menenangkan aliran air y ang akan masuk ke turbin dan mengarahkanny a masuk ke pipa pesat
(penstok). Saluran ini dibuat dengan konstruksi beton dan berjarak sedekat mungkin ke rumah turbin
untuk menghemat pipa pesat.
Pipa pesat berfungsi mengalirkan air sebelum masuk ke turbin. Dalam pipa ini, energi potensial
air di kolam penenang diubah menjadi energi kinetik yang akan memutar roda turbin. Biasanya
terbuat dari pipa baja y ang dirol, lalu dilas. Untuk sambungan antar pipa digunakan flens. Pipa ini
harus didukung oleh pondasi y ang mampu menahan beban statis dan dinamisnya. Pondasi dan
dudukan ini diusahakan selurus mungkin, karena itu perlu dirancang sesuai dengan kondisi tanah.
Turbin, generator dan sistem kontrol masing-masing diletakkan dalam sebuah rumah yang
terpisah. Pondasi turbin-generator juga harus dipisahkan dari pondasi rumahnya. Tujuannya adalah
untuk menghindari masalah akibat getaran. Rumah turbin harus dirancang sedemikian agar
memudahkan perawatan dan pemeriksaan.
Setelah keluar dari pipa pesat, air akan memasuki turbin pada bagian inlet. Di dalamnya
terdapat guided vane untuk mengatur pembukaan dan penutupan turbin serta mengatur jumlah air
yang masuk ke runner/blade (komponen utama turbin). Runner terbuat dari baja dengan kekuatan
tarik tinggi yang dilas pada dua buah piringan sejajar. Aliran air akan memutar runner dan
menghasilkan energi kinetik yang akan memutar poros turbin. Energi yang timbul akibat putaran
poros kemudian ditransmisikan ke generator. Seluruh sistem ini harus balance. Turbin perlu
dilengkapi casing yang berfungsi mengarahkan air ke runner. Pada bagian bawah casing terdapat
pengunci turbin. Bantalan (bearing) terdapat pada sebelah kiri dan kanan poros dan berfungsi untuk
menyangga poros agar dapat berputar dengan lancer.
Daya poros dari turbin ini harus ditransmisikan ke generator agar dapat diubah menjadi energi
listrik. Generator y ang dapat digunakan pada mikrohidro adalah generator sinkron dan generator
induksi. Sistem transmisi daya ini dapat berupa sistem transmisi langsung (daya poros langsung
dihubungkan dengan poros generator dengan bantuan kopling), atau sistem transmisi daya tidak
langsung, yaitu menggunakan sabuk atau belt untuk memindahkan daya antara dua poros sejajar.
Keuntungan sistem transmisi langsung adalah lebih kompak, mudah dirawat, dan efesiensinya lebih
tinggi. Tetapi sumbu poros harus benar-benar lurus dan putaran poros generator harus sama dengan
kecepatan putar poros turbin. Masalah ketidaklurusan sumbu dapat diatasi dengan bantuan kopling
fleksibel. Gearbox dapat digunakan untuk mengoreksi rasio kecepatan putaran. Sistem transmisi tidak
langsung memungkinkan adanya variasi dalam penggunaan generator secara lebih luas karena
kecepatan putar poros generator tidak perlu sama dengan kecepatan putar poros turbin. Jenis sabuk
yang biasa digunakan untuk PLTMH skala besar adalah jenis flat belt, sedang V-belt digunakan untuk
skala di bawah 20 kW. Komponen pendukung yang diperlukan pada sistem ini adalah pulley, bantalan
dan kopling. Listrik yang dihasilkan oleh generator dapat langsung ditransmisikan lewat kabel pada
tiang-tiang listrik menuju rumah konsumen.
2.4 SELEKSI DARI FASILITAS-FASILITAS DAYA LISTRIK
Dalam seleksi permintaan fasilitas-fasilitas daya listrik, beberapa hal berikut ini harus
dipertimbangkan sebagai tambahan dari kapasitas terpasang antara lain adalah ciri- ciri bentuk
penggunaan daya lsitrik dan fluktuasi beban, biaya transmisi dan distribusi, dan kontribusi
pembangunan lokal (Anonim,2004).
2.4.1
Ciri- Ciri Bentuk Penggunaan Daya Lsitrik Dan Fluktasi Beban
Penggunaan daya listrik pada setiap permintaan fasilitas listrik menunjukan ciri-ciri
beban yang spesifik dalam bentuk penggunaanya, selseksi dari fasilitas permintaan daya
listrik yang harus dipenuhi harus mendapatkan spesifikasi dari unit pembangkit dan ciri-ciri
dari masing-masing fasilitas harus dipertimbangkan. Ciri-ciri beban berhubungan dengan
bentuk penggunaan daya listrik seperti yang digambarkan sebagai berikut:
a.
Penggunaan untuk penerangan
Beban penerangan adalah sesuatu yang konstan sementara dalam penggunaan dan
menunjukan fluktasi yang lebih sedikit dibandingkan bentuk penggunaan daya yang lain.
Pada umumnya penggunaan daya listrik untuk penerangan lebih terkonsentrasi pada malam
hari dan fluktasi waktu penggunaan daya listrik tergantung pada cuaca dan lamanya waktu
matahari bersinar.
b.
Penggunaan untuk pemanasan listrik
Bentuk utama dari penggunaan pemanas adalah, menjaga kehangatan dan pengeringan
dengan menggunakan pemanas lsitrik dan berkelanjutan penggunaan tenaga listrik untuk
pemanasan jarang dilakukan. Pemanfaatan listrik untuk pemanasan berfungsi untuk
memanaskan atau mengeringkan produk pertanaian pada suatu desa. Pemanfaatan lsitrik
untuk pemanasan atau pengeringan ini dapat meningkatkan ke efektifan pengolahan produk
desa tersbut khusunya untuk desa yang mempunyai kelembapan yang tinggi.
c.
Penggunaan untuk tenaga penggerak
Tenaga penggerakini berupa motor listrik yang terpasang pada suatu alat.Untuk kipas
dan pompa listrik umumnya mempunyai fluktasi yang konstan sedangkan untuk mesin
gergaji umumnya tidak kosntan. Pada saat start-up suatu motor listrik kadang kala lebih
tinggi dari pada aliran rata-rata.
2.4.2 Biaya Transmisi dan Distribusi
Pembangunan konstruksi Mikrohidro sebaiknya dekat dengan sumber permintaan
supaya dapat meningkatkan dampak pembangunan. Diperlukan seleksi permintaan fasilitas
daya listrik ketika merencanakan permintaan yang dilayani (anonim,2004).
2.4.3 Kontribusi Pembangunan Lokal
Sebaiknya daya listrik yang dihasilkan mikrohidro didistribusikan pada mereka yang
kuat dalam pembangunan lokal (Anonim,2004). Penyaluran daya listrik untuk pembangunan
lokal umumnya diberikan kepada :
a) Mereka yang mempunyai kemampuan untuk menggunakan sumberdaya lokal.
b) Mampu memunculkan karakter lokal ke luar daeahnya
c) Mampu membuka kesempatan kerja
d) Mampu menyumbang kegiatan promosi petukaran antar masyarakat lokal
2.5 TENAGA LISTRIK DARI AIR
Pembangkit listrik tenaga mikrohidro memerlukan dua hal yang pokok yaitu debit air dan
ketinggian jatuh (head) untuk menghasilkan tenaga yang bermanfaat. Daya yang masuk atau daya
total yang diserap oleh skema hidro adalah daya kotor Pgross. Nilai daya yang dapat dimanfaatkan Pnett
harus dikalikan dengan efisiensi η.
Pnett = Pgross x η ..................................... (1)
Daya dikalikan dengkotor adalah head kotor (Hgross) yang dikalikan dengan debit air (Q) dan
jugadikalikan dengan sebuah faktor gravitasi (g), sehingga didapat persamaan dasar dari pembangkit
listrik adalah :
Pnett = g x Hgross x Q x η......................... (2)
Dimana
:
P = Daya dalam kilowatt(kW)
g = gravitasi dengan nilai 9,8
H = head dalam meter
Q = debit dalam air dalam meter kubik per detik (m3/s)
η = efisiensi keseluruhan yang terbagi sebagai berikut:
η = ηkonstruksi
ηtrafo.........(3)
sipil
Biasanya :
ηkonstruksi sipil
ηpenstock
ηturbin
ηgenerator
ηsistem kontrol
ηjaringan
ηtrafo
x ηpenstock x ηturbin x ηgenerator x ηsistem
kontrol
x ηjaringan x
: 1.0 – (panjang sakuran x (0.002~0.005) / Hgross
: 0.9~0.95 (tergantung pada panjangnya)
:0.7~0.85 (tergantung pada tipe turbin)
: 0.8~0.95 (terganung pada kapasitas generator)
: 0.97
: 0.9~0.98 (tergantung pada panjang jaringan)
: 0.98
Untuk memudahkan perhitungan dengan menyesuaikan kondisi kemapuan manufaktur di
Indonesia maka nilai efiseinsi total bernilai 0,6~0,75 (JICA dan IBEKA, 2004).
2.6 ANALISIS EKONOMI
2.6.1 Perhitungan biaya per hari (Damastuti,1997).
Rp / hari 
biaya tetap  biaya tidak tidaktetap
jumlah hari / tahun (365 hari per tahun )
..................................
..(4)
Komponen biaya awal terdiri dari: biaya bangunan sipil, biaya fasilitas elektrik dan
mekanik serta biaya sistem pendukung lain. Komponen biaya operasional yaitu: biaya
perawatan, biaya penggantian suku cadang, biaya tenaga kerja (operator) serta biaya lain
yang digunakan selama pemakaian (Biaya operasional dikalikan lama tahun pemakaian
mikrohidro.
2.6.2
Perhitungan per kWh (Damastuti,1997).
H arg a / kWh 
Biaya per hari
Daya terpasang (kW ) x faktor daya ( jam / hari)
..................(5)
Biaya (harga) per kWh ditentukan oleh biaya rata-rata per hari dan besarnya energi
listrik yang dihasilkan per hari (kWh/hari). Energi per hari ini ditentukan oleh besarnya day
a terpasang serta f aktor daya.
2.6.3
Payback Period (De Garmo,1997):
Payback period dapat diartikan dengan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk
mengembalikan biaya investasi. Semakin pendek payback period dari periode yang
disyaratkan perusahaan, maka proyek investasi tersebut dapat diterima.
Dari definisi tersebut, maka payback period dapat dicari dengan dua cara:
a.
Apabila cash flow dari proyek investasi sama setiap tahun:
Payback
period
=
initial .investmen
cash. flow
x
1
tahun
...................................................(6)
Dimana initial investmen adalah modal awal dari sebah proyek dan cash flow adalah
penerimaan dana dari investasi. Payback periode tidak boleh melebihi jangka waktu yang
disyaratkan.
b. Apabila cash flow dari proyek investasi berbeda setiap tahun
paybak periode = n +
a-b
1 tahun
c-b
..........................................(7)
dimana:
n = tahun terakhir dimana cash flow masih belum bisa menutupi initial investment
a = jumlah initial investment
b= jumlah cumulative cash flow pada tahun ke-n
c = jumlah cumulative cash flow pada tahun ke- n +1
2.6.4
Net Present Value (NPV) (De Garmo,1997):
Net Present Value (NPV) merupakan selisih antara pengeluaran dan pemasukan
yang telah didiskon dengan menggunakan social opportunity cost of capital sebagai diskon
faktor, atau dengan kata lain merupakan arus kas yang diperkirakan pada masa yang akan
datang yang didiskontokan pada saat ini. Untuk menghitung NPV diperlukan data tentang
perkiraan biaya investasi, biaya operasi, dan pemeliharaan serta perkiraan manfaat/benefit
dari proyek yang direncanakan. Arus kas masuk dan keluar yang didiskontokan pada saat
ini (present value (PV)). yang dijumlahkan selama masa hidup dari proyek tersebut
dihitung dengan rumus:
NPV =
........................................(8)
Dimana:
t = waktu arus kas
i = adalah suku bunga diskont yang digunakan
Rt = arus kas bersih (the net cash flow) dalam waktu t
Berikut ditunjukkan arti dari perhitungan NPV terhadap keputusan investasi yang
akan dilakukan :
a. NPV > 0, maka investasi yang dilakukan memberikan manfaat bagi
perusahaan. Proyek bias dijalankan.
b. NPV < 0 maka investasi yang dilakukan tidak memberikan manfaat bagi
perusahaan. Proyek ditolak
c. NPV = 0, maka investasi yang dilakukan tidak mengakibatkan preusajaan
untung atau rugi.
2.6.5 . Internal Rate of Return (IRR) (De Garmo,1997):
Internal Rate of Return (IRR) digunakan dalam
menentukan apakah investasi
dilaksanakan atau tidak. Untuk itu biasanya digunakan acuan bahwa investasi yang dilakukan
harus lebih tinggi dari minimum acceptable rate of return atau minimum atractive rate of return.
Minimum acceptable rate of return adalah laju pengembalian minimum dari suatu investasi yang
berani dilakukan oleh seorang investor.
IRR merupakan suku bunga yang akan menyamakan jumlah nilai sekarang dari
penerimaan yang diharapkan diterima (present value of future proeed) dengan jumlah nilai
sekarang dari pengeluaran untuk investasi.
........................(9)
Ir = bunga rendah
It = bunga tinggi
2.7 DESA MANDIRI ENERGI
Desa Mandiri Energi (DME) merupakan pola pengembangan pedesaan berbasis kepada konsep
terintegrasinya kegiatan dalam sebuah sistem yang terdiri atas subsistem input, subsistem produksi
primer atau usaha tani (on farm), subsistem pengolahan hasil, subsistem pemasaran, dan subsistem
layanan dukungan (supporting system).
Kriteria dan persyaratan agar DME berjalan sinergis dan berkesinambungan, adalah (Bambang
Heliyanto, Konsep Desa Energi):
a.
Ditujukan untuk penciptaan lapangan kerja, pengurangan tingkat kemiskinan, dan penyediaan
energi di pedesaan.
b. Pengembangan energi di pedesaan harus sejauh mungkin melibatkan peran serta semua
masyarakat, dari awal sampai akhir. Dengan demikian mereka akan merasa ikut memiliki dan
bertanggung jawab atas keberlanjutan dari program tersebut.
c. Lokasinya bisa di desa nelayan, desa tertinggal dan terpencil.
d. Komoditas yang dikembangkan mengacu pada kelayakan agroklimat dan sosial ekonomi setempat.
e. Wilayah pengembangan DME tidak dibatasi oleh wilayah administratif suatu desa. Pengertian
desa dalam DME lebih mengacu pada kelayakan teknis dan sosial ekonomis, bukan wilayah
administrasi.
f.
Kelembagaan dan skala usahanya berbentuk koperasi atau kelompok usaha kecil dan menengah,
pemerintah (pusat dan daerah) memberikan bantuan khusus berupa saran produksi (bibit, kebun
induk, mesin peralatan, dan sarana lainnya) untuk daerah terpilih.