PLTMH Jene Berang Tinggi Moncong Kabupaten Gowa [PDF]

Citation preview

“RANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO SUNGAI JENE BERANG TINGGI MONCONG KABUPATEN GOWA”



DISUSUN OLEH:



NAMA : MUH. RAIS NIM : D411 11 005 SUB PRODI : TEKNIK ENERGI LISTRIK



JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2016



I.



PENDAHULUAN



Sumber Daya Air adalah sumber daya dengan beragam kegunaan yang sangat dibutuhkan dalam kehidupan manusia sehari-hari. Kegunaan air juga meliputi penggunaan air dalam upaya pengadaan energi listrik yang juga merupakan kebutuhan utama dalam masyarakat. Keterbatasan tenaga listrik merupakan salah satu permasalahan yang harus segera diatasi sehingga tidak mengakibatkan krisis yang dapat berdampak lebih besar. Dalam hal penyediaan listrik, perluasan jaringan sampai ke daerah-daerah terpencil pada umumnya tidak ekonomis. Begitu juga dengan penggunaan pembangkit berbahan bakar fosil untuk daerah terpencil biasanya tidak ekonomis, karena skala pembangkitan yang terlalu kecil dan tingginya biaya bahan bakar.



Meskipun demikian, penyediaan listrik tetap harus dilakukan karena merupakan investasi sosial yang tak terhindarkan dalam rangka peningkatan kesejah-teraan masyarakat. Oleh karena itu, untuk memenuhi kebutuhan akan penerangan listrik pada daerah terpencil perlu diciptakan alat yang dapat menjangkau tempat terpencil yang murah dan ramah lingkungan, yaitu Pembangkit Listri Tenaga Mikrohidro (PLTMH). Pemasangan pembangkit listrik tenaga air atau Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) khususnya didaerah terpencil masih perlu dikembangkan melihat daerah di Indonesia yang banyak sekali air yang belum dimafaatkan secara optimal, dan masih banyak pula daerah terpencil di Indonesia yang belum terjangkau oleh aliran listrik (PLN). Sebagai alternatif pembangkit listrik dengan menggunakan diesel (PLTD) yang menggunakan bahan bakar minyak khususnya solar yang biaya operationalnya lebih besar dibanding PLTMH, disamping itu PLTMH juga ramah lingkungan. Pemerintah telah pula membuat peraturan perundangan yang menunjang investasi dalam bidang PLTMH yaitu Peraturan Pemerintah No. 03 tahun 2005 tentang Ketenagalistrikan menyatakan bahwa guna menjamin ketersediaan energi primer untuk pembangkit tenaga listrik, diprioritaskan penggunaan sumber energi



setempat dengan kewajiban mengutamakan pemanfaatan sumber energi terbarukan. Sungai Jene Berang mempunyai ketersediaan air yang cukup sepanjang tahun (kontinuitas), debit yang dapat diandalkan, dan memiliki kontur yang sesuai dengan teknis perencanaan untuk dibangun PLTMH didaerah ini. Dengan kenyataan dan kondisi yang demikian, ada kemungkinan air yang belum dimanfaatkan itu digunakan untuk membangkitkan listrik. Listrik yang dihasilkan dimaksudkan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat yang bermukim di Daerah Aliran Sungai (DAS) Jene Berang, Kecamatan Tinggi Moncong, Kabupaten Gowa. Dengan demikian indikasi listrik yang dihasilkan adalah listrik dengan daya kecil.



II. METODOLOGI PERENCANAAN A. Hydropower Pembangkit energi air skala mikro atau pembangkit tenaga mikrohidro semakin populer sebagai alternatif sumber energi, terutama di wilayah yang



terpencil. Sistem pembangkit tenaga mikrohidro dapat dipasang di sungai kecil dan tidak memerlukan dam yang besar sehingga dampaknya terhadap lingkungan sangat kecil. Pembangkit tenaga mikrohidro dapat digunakan langsung sebagai penggerak mesin atau digunakan untuk menggerakan generator listrik. Instalasi pembangkit listrik dengan tenaga mikrohidro biasa disebut sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro, disingkat PLTMH. Daya yang dibangkitkan antara 5 kW sampai dengan 100 kW Besarnya tenaga air yang tersedia dari suatu sumber tenaga air bergantung pada besarnya head dan debit air. Dalam hubungan dengan reservoir air maka head adalah beda tinggi antara muka air pada reservoir dengan muka air keluar pada turbin. Total daya yang terbangkitkan dari suatu turbin air adalah merupakan reaksi antara head dan debit air seperti di tunjukan pada persamaan berikut: P = Q x g x h x ηturbin x ηgenerator dengan: P = daya (watt) 3



Q = Debit (m /s) 2



g = gaya gravitasi (m/s ) h = tinggi jatuh efektif (m) η = efisiensi (%)



B. Perencanaan PLTMH 1. Debit Andalan



Lengkung durasi aliran (flow duration curve) adalah suatu grafik yang memperlihatkan debit sungai dan selama beberapa waktu tertentu dalam satu tahun. Pada gambar berikut jelas bahwa debit minimum terdapat selama setahun penuh, sedangkan debit maksimum hanya terdapat selama beberapa jam. Lengkung durasi aliran digambarkan dari data-data debit, sekurang-kurangnya selama 10 tahun. Tabel 1. Klasifikasi Kondisi hidrologi Flow Duration Interval 0 - 10% 10 - 40% 40 - 60% 60 - 90% 90 - 100%



Hydrologic Condition Class High flows Moist Conditions Mid-Range Conditions Dry Conditions Low Flows



Sumber: Cleland 2003.



2. Bak Penenang (Forebay)



Bak penenang berfungsi untuk mengontrol perbedaan debit dalam pipa pesat (penstock) dan saluran pembawa karena fluktuasi beban, disamping itu juga sebagai pemindah sampah terakhir (tanah, pasir, kayu yang mengapung) dalam air yang mengalir. Bak penenang dilengkapi saringan (trashrack) dan pelimpas (spillway). Vf = Af x hf = Bf x L x (hs + Δz) Dengan: 3



Vf = Volume desain bak penenang (m ) 2



Af = Luas bak penenang (m ) hf = Tinggi muka air pada bak penenang (m) L



= Panjang bak penenang (m)



∆z



= Beda tinggi (m)



3. Penstock Pipa pesat dalam perencanaan mikrohidro biasanya juga disebut dengan Penstock. Penstock adalah saluran penghubung antara bak penenang (forebay) menuju turbin. Pipa ini direncanakan untuk dapat menahan tekanan tinggi dan berfungsi untuk mengalirkan air dari pengambilan (intake) menuju bak penenang. Untuk mendapatkan diameter pipa dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:



Dengan: D = Diameter pipa pesat (m) 3



Q = Debit pembangkit (m /dt) V = Kecepatan aliran pada pipa pesat (m/dt) H = Tinggi pipa pesat (m) 4. Pemilihan Turbin Turbin Air adalah turbin dengan air sebagai fluida kerja. Air yang mengalir dari tempat yang lebih tinggi menuju tempat yang lebih rendah, hal ini air memiliki energi potensial. Dalam proses aliran didalam pipa, energi potensial tersebut berangsur-berangsur berubah menjadi energi mekanis, dimana air memutar roda turbin. Roda turbin dihubungkan dengan generator yang mengubah energi mekanis (gerak) menjadi energi listrik



Gambar 1. Grafik Pemilihan Turbin Sumber: Fraenkel 1991



Adapun tipe penggunaan head yang berlaku pada beberapa macam turbin diantaranya: Kaplan Francis Pelton Turgo



2 < H < 40 10 < H < 350 50 < H