1 BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Masalah

BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Masalah
Sesuai dengan peraturan Pemerintah nomor 3 tahun 2005 tentang perubahan
atas Peraturan Pemerintah nomor 10 tahun 1989 tentang Penyediaan dan
Pemanfaatan Tenaga Listrik, penyediaan tenaga listrik dilakukan dengan
memanfaatkan seoptimal mungkin sumber energi primer setempat dengan
kewajiban mengutamakan pemanfaatan sumber energi terbarukan. Dalam rangka
diversifikasi energi dan pemanfaatan energi terbarukan tersebut, pasokan tenaga
listrik pada tahun 2020 menggunakan minimal 5% berasal dari energi terbarukan.
Pemanfaatan energi terbarukan yang pada saat ini banyak dikembangkan
antara lain adalah tenaga air (Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro). Untuk
jangka pendek, pemanfaatan energi terbarukan di pedesaan adalah untuk
memenuhi kebutuhan dasar masyarakat antara lain penerangan/listrik pedesaan,
pompa air, pengering dan kegiatan ekonomi produktif skala kecil. Sedangkan
untuk jangka panjang, pemanfaatan energi terbarukan dimaksudkan untuk
mensubstitusikan energi fosil dalam rangka pembangunan energi berkelanjutan.
Sesuai dengan keputusan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral nomor
2 tahun 2004, kebijakan energi terbarukan dan konservasi energi pada dasarnya
mengatur pemanfaatan energi yang efisien dan budaya hemat energi. Salah satu
pembangkit listrik skala kecil yang potensial adalah Pembangkit Listrik Tenaga
Mikrohidro (PLTMH), yang merupakan salah satu implementasi dari greenenergi-initiative yaitu mendorong energi terbarukan, energi efisiensi, dan energi
bersih. Program pembangunan PLTMH bertujuan untuk mendorong kegiatan
ekonomi skala kecil masyarakat di daerah pedesaan serta dalam upaya
penghematan penggunaan bahan bakar minyak.
Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) merupakan suatu
pembangkit listrik skala kecil yang mengkonversi energi potensial menjadi energi
listrik. Dikategorikan sebagai pembangkit skala kecil karena energi potensial yang
1
2
digunakan hanya berasal dari sumber dengan debit yang kecil juga, seperti saluran
irigasi, sungai atau air terjun alam. Hasil konversi listrik tidak akan berada pada
skala produksi industri, namun umumnya dapat digunakan untuk memenuhi
kebutuhan listrik masyarakat. Terutama untuk daerah terpencil yang tidak
terjangkau oleh Perusahaan Listrik Negara (PLN).
Diantara manfaat PLTMH yang menjadi keuntungan tersendiri antara lain:
1. memanfaatkan sumber energi terbarukan,
2. teknologi yang ramah lingkungan karena tidak memerlukan infrastruktur
yang besar karena bisa memanfaatkan langsung dari sungai sehingga tidak
mengganggu ekologi dan habitat lingkungan hidup,
3. produk dan penelitian tidak membutuhkan asupan dari luar negeri, karena
teknologi lokal sudah bisa diadaptasikan untuk mendirikan PLTMH,
4. biaya pengoperasian dan perawatan (maintenance) yang relatif lebih murah,
5. sistem sangat sederhana dan memiliki ketangguhan yang baik, sehingga
dapat diandalkan.
Energi potensial akan sangat bergantung dengan kondisi geografis dari
aliran air. Semakin tinggi jatuhan dan besaran debit yang dihasilkan akan
menghasilkan energi listrik yang besar pula. Terkadang beberapa rekayasa perlu
dilakukan agar mencapai hasil yang optimal, seperti pembuatan bak penampung
sementara
(forebay)
guna
penampungan
air
yang
lebih
banyak
dan
memaksimalkan titik jatuh air. Tidak hanya sampai disitu bahkan para ahli
pemberdayaan dan pengembangan energi air sudah membuat sistem yang menjadi
standar keamanan dan operasional PLTMH.
Salah satu standar operasional suatu PLTMH adalah ditempatkannya
penyaring sampah (trashrack) di bagian pengambilan air (intake) untuk menjaga
aliran air masuk dari sampah yang ikut terbawa bersama aliran. Sampah-sampah
ini akan menjadi masalah serius pada PLTMH jika terbawa kedalam sistem. Hal
umum yang dapat terjadi adalah rotasi kincir yang tidak stabil atau bahkan trip
karena terhambat dan komponen metal yang rusak karena reaksi kimia seperti
korosi. Trashrack biasanya dipasang tegak dengan sudut 90° terhadap slope
saluran dengan keadaan statis (permanen). Oleh karena itu, perlu pengawas
3
operasional untuk mengangkat dan memindahkan sampah yang tersangkut pada
bagian trashrack ke pinggir aliran untuk menjaga aliran air masuk agar tetap
stabil.
Pada PLTMH tertentu kondisi ini akan merugikan sistem operasional.
Adanya biaya yang harus dikeluarkan dan kondisi sampah yang tidak menentu
menjadi masalah utama pada bagian ini. Khusus PLTMH Minggir, akibat
banyaknya volume sampah yang tersangkut di trashrack dalam hitungan jam
membuat pengelola menghentikan produksi listrik secara keseluruhan. Kondisi ini
akan terus berlanjut hingga ditemukan solusi tepat dan praktis untuk
menyelesaikan masalah tersebut.
Kenyataan tersebut menginspirasi penulis untuk membuat rancangan sistem
pengangkat sampah otomatis pada aliran PLTMH. Sistem ini menggunakan basis
pemanfaatan kincir secara langsung (direct use) disertai modifikasi pada bagian
konversi rotasi kincir, ditambah dengan ruji pengangkat sampah dan sistem
pemindahan sampah ke badan sungai. Untuk itu, diharapkan desain ini menjadi
solusi yang tepat guna dan berdampak baik bagi perkembangan pemberdayaan
energi air. Hal ini ditujukan agar nantinya penerapan desain ini tidak hanya
sebatas aliran PLTMH, bahkan diharapkan bisa membantu pengurangan volume
sampah pada aliran berskala besar.
Perancangan desain dilakukan dengan pembuatan prototipe yang diujikan di
laboratorium. Hal ini bertujuan untuk memperoleh hasil yang akurat dan
meminimalisir biaya perancangan sehingga dapat diterapkan pada kondisi yang
sebenarnya. Prinsip kerjanya adalah dengan menghitung secara analitik nilai
rancangan dari masing-masing komponen, membuat prototipe, kemudian menguji
di laboratorium dengan menjaga kesamaan karakteristik flume dengan saluran
aslinya.
I.2. Pokok Masalah
Bagaimana merancang sistem pengangkat sampah secara otomatis yang
dapat diadaptasikan pada kondisi real dengan rasio perbandingan kincir yang
4
terbaik, perbedaan work yang tidak signifikan dengan aslinya, serta mampu
meningkatkan efisiensi PLTMH pada sektor debit aliran masuk.
I.3. Batasan Masalah
Demi memfokuskan pembahasan dan memberikan kejelasan mengenai
sistem desain yang akan ditinjau serta mempertimbangkan adanya keterbatasan
waktu dan peralatan operasional. Maka ada beberapa batasan kajian masalah yang
diperlukan, antara lain:
1. penelitian dilakukan di Laboratorium Hidraulika Jurusan Teknik Sipil dan
Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada,
2. penelitian difokuskan untuk mengkaji efisiensi pada bagian trashrack dan
saluran intake PLTMH, tidak mengkaji efisiensi komponen lainnya secara
keseluruhan,
3. penelitian ini hanya akan mengkaji satu macam bahan pembuatan yang
disesuaikan dengan fabrikasi prototipe (pemilihan bahan didasarkan pada
asumsi penggunaan di lapangan, tingkat ekonomis dan ergonomis bahan
tersebut),
4. energi potensial yang diterima oleh masing-masing kincir diasumsikan
seragam (kecepatan aliran seragam) disesuaikan dengan kondisi di
laboratorium,
5. material yang diujikan di laboratorium disesuaikan dengan kondisi real
dengan skala laboratorium seperti: permukaan penampang aliran terbuat
dari kaca, sampah dari kertas atau bahan miniatur lainnya dan tidak ada
lonjakan aliran yang signifikan karena perubahan penampang bawah aliran,
6. penelitian ini tidak membahas kelayakan ekonomi dengan penambahan
desain sistem pengangkat sampah pada PLTMH.
I.4. Maksud dan Tujuan Perancangan
Maksud dari perancangan ini adalah untuk menganalisis gambaran desain
sistem pengangkat sampah otomatis yang diujikan di laboratorium agar dapat
diterapkan pada kondisi sebenarnya. Sedangkan tujuan dari perancangan ini untuk
5
memperoleh informasi faktor-faktor yang menentukan kinerja/efisiensi kinerja
trashrack dari aspek hidraulik, mekanik dan tata letak.
I.5. Manfaat Perancangan
Perancangan ini tidak hanya memberi dampak positif untuk perkembangan
penelitian di bidang optimasi energi air, namun juga beberapa pengaruh untuk
bidang lainnya.
1. Sebagai bahan masukan bagi pengelola dan Pemerintah Daerah Kabupaten
Sleman bagian Pengembangan Energi dan Sumber Daya Manusia (ESDM)
untuk membantu menyelesaikan masalah trashrack statis yang terkendala
pada masalah sumber daya manusia (SDM) untuk melakukan pengangkatan
sampah secara berkala.
2. Rancangan alat dan desain yang dihasilkan dapat digunakan kembali untuk
menyelesaikan masalah sampah pada aliran air berskala besar dan
membutuhkan perhatian berkala. Nantinya jika sampah pada bantaran aliran
air sudah terangkat maka peluang kejadian musibah banjir dapat dikurangi.
3. Hasil rancangan ini bisa digunakan sebagai referensi, pustaka dan sumber
pengetahuan untuk memudahkan pengembangan sumber daya air lainnya.