Senin, 14 Desember 2015
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Konsumsi listrik Indonesia setiap
tahunnya terus meningkat sejalan dengan peningkatan pertumbuhan ekonomi
nasional. Peningkatan kebutuhan listrik diperkirakan dapat tumbuh rata-rata
6,5% per tahun hingga tahun 2020 (Muchlis, 2003). Selain itu di era digital ini
semakin banyak aktivitas masyarakat yang dibantu dengan barang elektronik.
Komsumsi listrik Indonesia yang begitu besar akan menjadi suatu masalah bila
dalam penyediaannya tidak sejalan dengan kebutuhan. Kebijakan-kebijakan yang
diambil PLN (Perusahaan Listrik Nasional) sebagai BUMN (Badan Usaha Milik
Negara) penyedia energi listrik semakin menunjukkan bahwa PLN sudah tidak mampu
lagi memenuhi kebutuhan listrik nasional.
Apabila permasalahan penyediaan
listrik tidak segera diatasi maka sistem perekonomian bangsa Indonesia akan tergangu. Karena pada sektor rumah tangga dan industri banyak menggunakan
mesin dengan tenaga listrik. Krisis energy listrik ini juga dapat memunculkan
kebijakan pemadaman bergilir, dimana pemadaman bergilir tersebut dapat
mengganggu aktivitas masyarakat dan menyebabkan peralatan elektronik cepat
rusak.
Dengan keterbatasan
energy ini menuntut kita harus bisa memanfaatkan energy mikro yang ada, karena
energy mikro tersebut dapat membuat masyarakat menjadi masyarakat yang mandiri
energy. Dari sekian banyak energy mikro kami memilih energy mikro hidro. Mikro
hidro dipilih karena sesuai dengan kondisi lingkungan di Indonesia yang
mempunyai banyak bukit dan sungai. Dalam makalah ini kami akan membahas
pemanfaatan sungai di daerah bukit dengan teknologi pembangkit tenaga mikro
hidro.
1.2
Rumusan
Masalah
Apa yang dimaksud
dengan pembangkit listrik tenaga mikro
hidro…?
Bagaimana prinsip kerja
dari pembangkit listrik tenaga mikro hidro…?
Apa saja bagian-bagian
dari pembangkit listrik tenaga mikro hidro…?
1.3
Tujuan
Menjelaskan pengertian
dari mikro hidro.
Mendeskripsikan prinsip
kerja pembangkit listrik tenaga mikro hidro.
Menjelaskan
bagian-bagian pembangkit listrik tenaga mikro hidro.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Definisi Pembangkit Listrik
Tenaga Mikrohidro (PLTMH).
Menurut kamus besar bahasa
Indonesia mikro adalah kecil, sedangkan hidro adalah bentuk terikat air.
Sehingga dapat diartikan mikro hidro adalah air dengan debit yang kecil. PLTMH
adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakan
energi air dengan debit air yang kecil. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan
sebagai sumber daya (resources) penghasil listrik adalah yang memiliki
kapasitas aliran dan ketinggian tertentu serta instalasi. Pembangkit listrik
kecil yang dapat menggunakan tenaga air pada saluran irigasi dan sungai atau
air terjun alam, dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head, dalam m) dan kapasitas
mengacu kepada jumlah volume aliran air persatuan waktu (flow capacity).
Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin
besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik. Air
dialirkan ke power house (rumah pembangkit) yang biasanya dibangun dipinggir
sungai. Air akan memutar turbin (runner), kemudian air tersebut dikembalikan ke
sungai asalnya. Energi mekanik dari putaran poros turbin akan diubah menjadi
energi listrik oleh sebuah generator. Pembangkit listrik tenaga air dibawah 200
kW digolongkan sebagai PLTMH.
Potensi
sumber daya air yang melimpah di Indonesia karena banyak terdapatnya hutan
hujan tropis, membuat kita harus bisa mengembangkan potensi ini, karena air
adalah sebagai sumber energy yang dapat terbarukan dan alami. Bila hal
ini dapat terus dieksplorasi, konversi air menjadi energy listrik sangat
menguntungkan bagi negeri ini. Di Indonesia telah terdapat banyak sekali PLTMH dan
waduk untuk menampung air, tinggal bagaimana kita dapat mengembangkan PLTMH
menjadi lebih baik lagi dan lebih efisien.
Peningkatan
kebutuhan suplai daya ke daerah-daerah pedesaan di sejumlah negara, sebagian
untuk mendukung industri-industri dan sebagian untuk menyediakan penerangan di
malam hari. Kemampuan pemerintah yang terhalang oleh biaya yang tinggi untuk
perluasan jaringan listrik, dapat membuat Mikrohidro memberikan sebuah sebuah
alternatif ekonomi ke dalam jaringan. Hal ini dikarenakan Skema Mikrohidro yang
mandiri dapat menghemat dari jaringan transmisi, karena skema perluasan
jaringan tersebut biasanya memerlukan biaya peralatan dan pegawai yang mahal.
Dalam kontrak, Skema Mikro Hidro dapat didisain dan dibangun oleh pegawai
lokal, dan organisasi yang lebih kecil, dengan mengikuti peraturan yang lebih
longgar dan menggunakan teknologi lokal, seperti untuk pekerjaan irigasi
tradisional atau mesin-mesin buatan lokal.
2.2 Prinsip Kerja PLTMH
PLTMH pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah air yang jatuh
(debit) perdetik yang ada pada saluran air yang dikondisikan dengan pipa. Air
yang mengalir selanjutnya menggerakkan turbin, kemudian turbin kita hubungkan dengan
generator. Generator inilah yang akan menghasilkan listrik. Hubungan antara
turbin dengan generator dapat menggunakan jenis sambungan sabuk (belt)
ataupun sistem gear box. Jenis sabuk yang biasa digunakan untuk PLTMH
skala besar adalah jenis flat belt sedangkan V-belt digunakan
untuk skala di bawah 20 kW. Selanjutnya listrik yang dihasilkan oleh generator
ini akan melalui trafo guna mendapat tegangan yang di sesuaikan kebutuhan.
Kemudian listrik akan melewati jaringan transmisi rendah (JTR) untuk dialirkan
ke rumah-rumah dengan memasang pengaman (sekring). Yang perlu diperhatikan
dalam merancang sebuah PLTMH adalah menyesuaikan antara debit air yang tersedia
dengan besarnya generator yang digunakan. Jangan sampai generator yang dipakai
terlalu besar atau terlalu kecil dari debit air yang ada. Generator yang tidak
sesuai juga akan menyebabkan tingkat efisiensi rendah.
Gambar 2.1 Skema PLTMH
Potensi daya mikrohidro dapat dihitung dengan
persamaan:
Daya (P) = 9,8 x Q x Hn x h ;
dimana: Q = debit aliran ( m3/s ),
Hn = Head net/ tinggi jatuhair ( m ); 9,8= konstanta gravitasi bumi, h =
efisiensi keseluruhan. Misalnya diketahui data di suatu lokasi adalah sebagai
berikut: Q = 100 m3/s, Hn = 2 m dan h = 0,5. Maka besarnya potensi
daya (P) adalah
P = 9,8 x Q x Hn x h
P = 9,8 x 100 x 2 x 0,5 = 980 watt
2.3 Bagian-bagian PLTH
|
|
|
Gambar 2.2 Sistem PLTMH
|
1. Waduk (reservoir)
Waduk adalah danau yang dibuat untuk
membendung sungai guna memperoleh air sebanyak mungkin sehingga mencapai
elevasi. Semakin tinggi debit air maka akan semakin kuat tekanan air saat
melewati pipa. Waduk juga berfungsi untuk mengendapkan lumpur dari air.
Sehingga perlu adanya kegiatan pembersihan secara berkala untuk mengurangi
endapan lumpur.
2. Bendungan (dam)
Dam berfungsi menutup aliran
sungai – sungai sehingga terbentuk waduk. Tipe bendungan harus memenuhi syarat
topografi, geologi dan syarat lain seperti bentuk serta model bendungan.
Bendungan mempunyai dua keluaran saluran air dimana mengalir pada pipa pesat dan
mengalir pada terasering persawahan.
3. Saringan (Sand trap)
Saringan ini dipasang didepan pintu
pengambilan air, berguna untuk menyaring kotoran – kotoran atau sampah yang
terbawa sehingga air menjadi bersih dan tidak mengganggu operasi mesin PLTMH.
|
|
Gambar 2.3 Bendungan dan
Saringan
|
4. Pintu pengambilan air (Intake)
Pintu Pengambilan Air adalah pintu
yang dipasang diujung pipa dan hanya digunakan saat pipa pesat dikosongkan
untuk melaksanakn pembersihan pipa atau perbaikan. Selain itu intake juga
berfungsi untuk mengendalikan aliran air ketika debit air kecil. Intake ditutup
untuk mengalirkan air ke persawahan terasering, setelah persawahan cukup air
maka intake kembali dibuka sehingga dapat kembali menggerakkan turbin dan generator
untuk memproduksi listrik.
|
|
|
Gambar 2.4 Intake
|
5. Pipa pesat (penstok)
Fungsinya untuk mengalirkan air dari waduk
atau dam menuju turbin. Pipa pesat mempunyai posisi kemiringan yang tajam
dengan maksud agar diperoleh kecepatan dan tekanan air yang tinggi untuk
memutar turbin. Konstruksinya harus diperhitungkan agar dapat menerima tekanan
besar yang timbul termasuk tekanan dari pukulan air. Pipa pesat merupakan
bagian yang cukup mahal, untuk itu pemilihan pipa yang tepat sangat penting.
|
|
|
Gambar 2.5 Penstok
|
6. Katub utama (main valve atau inlet valve)
Katub utama dipasang didepan turbin
berfungsi untuk membuka aliran air, Menstart turbin atau menutup aliran
(menghentikan turbin). Katup utama ditutup saat perbaikan turbin atau perbaikan
mesin dalam rumah pembangkit. Pengaturan tekanan air pada katup utama digunakan
pompa hidrolik. Katub ini juga berfungsi untuk menghindari benturan yang keras
dari air ketika intake dibuka.
7. Power House
Gedung Sentral merupakan tempat
instalasi turbin air,generator, peralatan Bantu, ruang pemasangan, ruang
pemeliharaan dan ruang control.
Beberapa instalasi PLTMH dalam rumah pembangkit
adalah :
a. Turbin, merupakan salah satu bagian penting
dalam PLTMH yang menerima energi potensial air dan mengubahnya menjadi putaran
(energi mekanis). Putaran turbin dihubungkan dengan generator untuk
menghasilkan listrik. Desain dari turbin harus mempunyai kemampuan untuk
menahan dorongan dari air.
 |
|
Gambar 2.6 Turbin
|
b. Generator, generator yang digunakan adalah generator
pembangkit listrik AC. Untuk memilih kemampuan generator dalam menghasilkan
energi listrik disesuaikan dengan perhitungan daya dari data hasil survei.
Kemampuan generator dalam menghasilkan listrik biasanya dinyatakan dalam
VoltAmpere (VA) atau dalam kilo volt Ampere (kVA).
|
|
|
Gambar 2.7 Generator
|
c. Penghubung turbin dengan generator, penghubung
turbin dengan generator atau sistem transmisi energi mekanik ini dapat
digunakan sabuk atau puli, roda gerigi atau dihubungkan langsung pada porosnya.
1) Sabuk atau puli digunakan jika putaran per menit
(rpm) turbin belum memenuhi putaran rotor pada generator, jadi
puli berfungsi untuk menurunkan atau menaikan rpm motor generator.
2) Roda gerigi mempunyai sifat yang sama dengan
puli
3) Penghubung langsung pada poros turbin dan
generator, jika putaran turbin sudah lama dengan putaran rotor pada generator.
Gambar 2.8 Skema Instalasi
Generator dengan Turbin menggunakan Flat Belt
 |
|
|
|
Gambar 2.9 Instalasi PLTMH
|
2.4 Pemilihan Generator dan Sistem
Kontrol
Generator adalah suatu peralatan
yang berfungsi mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Jenis generator
yang digunakan pada perencanaan PLTMH ini adalah:
·
Generator sinkron,
sistem eksitasi tanpa sikat (brushless exitation) dengan penggunaan dua tumpuan
bantalan (two bearing).
·
Induction Motor sebagai
Generator (IMAG) sumbu vertikal, pada perencanaan turbin propeller open flume.
Spesifikasi
generator adalah putaran 1500 rpm, 50 Hz, 3 phasa dengan keluaran tegangan 220
V/380 V. Efisiensi generator secara umum adalah
·
Aplikasi < 10 KVA
efisiensi 0.7 - 0.8
·
Aplikasi 10 - 20 KVA
efisiensi 0.8 - 0.85
·
Aplikasi 20 - 50 KVA
efisiensi 0.85
·
Aplikasi 50 - 100 KVA
efisiensi 0.85 - 0.9
·
Aplikasi >. - 100
KVA efisiensi 0.9 - 0.95
Sistem kontrol
yang digunakan pada perencanaan PLTMH ini menggunakan pengaturan beban sehingga
jumlah output daya generator selalu sama dengan beban. Apabila terjadi
penurunan beban di konsumen, maka beban tersebut akan dialihkan ke sistem
pemanas udara (air heater) yang dikenal sebagai ballast load/dumy load.
Sistem
pengaturan beban yang digunakan pada perencanaan ini adalah
·
Electronic Load
Controller (ELC) untuk penggunaan generator sinkron
·
Induction Generator
Controller (IGC) untuk penggunaan IMA
Sistem kontrol
tersebut telah dapat dipabrikasi secara lokal, dan terbukti handal pada
penggunaan di banyak PLTMH. Sistem kontrol ini terintegrasi pada panel kontrol
(switch gear). Fasillitas operasi panel kontrol minimum terdiri dari:
·
Kontrol start/stop,
baik otomatis, semi otomatis, maupun manual
·
Stop/berhenti secara
otomatis.
·
Trip stop (berhenti
pada keadaan gangguan: over-under voltage, over-under frekuensi.
·
Emergency shutdown,
bila terjadi gangguan listrik (misal arus lebih)
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Penggunaan
energi mikrohidro dapat digunakan sebagai salah satu alternatif energi baru
terbarukan untuk mengatasi permasalahan komsumsi listrik yang besar serta
penyediaan energi listrik yang belum merata terutama di daerah pedesaan.
Penggunaan mikrohidro ini sesuai dengan kondisi
lingkungan di Indonesia yang mempunyai banyak bukit dan sungai. Kondisi
geografis seperti inilah yang dapat dimanfaatkan untuk pembuatan PLTMH. Daya
yang dihasilkan oleh PLTMH berkisar antara 10-200 KW. Walaupun daya tersebut
tergolong kecil untuk suatu pembangkin, akan tetapi hal ini sangat membantu
masyarakat terutama yang berada di daerah terpencil yang belum mendapatkan
listrik dari PLN. Pertimbangan mengapa PLN belum dapat memberikan listrik pada
daerah-daerah pedesaan mungkin dikarenakan faktor ekonomis, teknis dan
lain-lain.
Prinsip
kerja PLTMH adalah memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah air yang
jatuh (debit) perdetik yang ada pada saluran air yang dikondisikan dengan pipa.
Air tersebut selanjutnya menggerakkan turbin yang terhubung dengan generator.
Generator inilah yang akan menghasilkan listrik. Daya yang dihasilkan oleh
suatu PLTMH tergantung dari spesifikasi generator yang digunakan. Semakin besar
generator yang digunakan maka akan semakin besar pula daya yang dihasilkan.
3.2. Saran
Sebaiknya sebelum membuat suatu
Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro, kita perlu mengetahui terlebih dahulu
berapa debit air yang mengalir. Sehigga dapat mengetahui seberapa besar potensi
dari aliran air tersebut. Kemudian menentukan jenis dan spesifikasi dari
generatornya. Besar debit air dan kemampuan dari generator harus seimbang agar
didapatkan tingkat efisiensi yang tinggi.
DAFTAR
RUJUKAN
Kamus Besar Bahasa Indonesia
Sami, Dedy. 2010.”PEMBANGKIT
LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH)”, (Online), (http://sami-dedy.blogspot.co.id/2010/06/pembangkit-listrik-tenaga-mikro-hidro.html),
di akses 10 Desember 2015
terima kasi banyak sebelumnya ya min ^^. artikel ini sangat berperan banyak pada hidup saya karena ini benar benar berguna, struktur dan tulisannya sangat rapi dan sangat mudah dimengerti, saya semakin paham juga atas ini semua. teruslah berkarya untuk anak bangsa , sukses selalu dan sehat selalu ^^
BalasHapusbandarq terpercaya
terima kasih dan salam hormat terdalam saya ya min