STUDI PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO DI DESA SALIKUNG KABUPATEN TABALONG KALIMANTAN SELATAN
STUDI PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO
DI DESA SALIKUNG KABUPATEN TABALONG KALIMANTAN SELATAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan
Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
RAHMAN ANSHARY
201010340311150
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nim
Jurusan
Fakultas
: 201010340311150
: Teknik Sipil
: Teknik
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Dengan ini menyatakan dengan sebenar – benarnya bahwa :
1. Tugas akhir dengan judul
STUDI PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TEAGA
MIKRO HIDRO DI DESA SALIKUNG KABUPATEN TABALONG
KALIMANTAN SELATAN
Adalah hasil karya sendiri, dan dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat
karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh
gelar akademik di suatu perguruan tinggi, dan tidak terdapat karya atau
pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik
sebagian atau keseluruhan, kecuali yang secara tertulis di kutip dalam
naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar pustaka.
2. Apabila ternyata di dalam naskah tugas akhir ini dapat dibuktikan terdapat
unsur – unsur PLAGIASI, saya bersedia TUGAS AKHIR ini
DIGUGURKAN dan GELAR AKADEMIK YANG TELAH SAYA
PEROLEH DIBATALKAN, serta diproses sesuai dengan ketentuan
hukum yang berlaku.
3. Tugas akhir ini dapat dijadikan sumber pustaka yang merupakan HAK
BEBAS ROYALTI NON EKSEKLUSIF.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar – benarnya
untuk dipergunakan sebagaimana mestinya.
Malang,
Desember 2015
Yang menyatakan,
Rahman Anshary
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Alhamdulillah Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah
memberikan berkah, rahmat, hidayah serta innayah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul Studi Perencanaan Pembangkit
Listrik Tenaga Mikro Hidro di Desa Salikung Kabupaten Tabalong
Kalimantan Selatan.
Meskipun dalam penyelesaian Tugas Akhir ini melalui perjalanan waktu
yang panjang serta melibatkan banyak bantuan dari berbagai pihak, penulis
berharap Skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan khususnya kepada
lembaga terkait untuk mendukung perencanaan tersebut.
Tidak lupa pula penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar –
besarnya kepada :
1. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil UMM.
2. Bapak Ir. Suwignyo, MT selaku Pembimbing I, Terima kasih telah
mengarahkan serta membimbing penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
3. Bapak Ir. Sulianto, MT selaku Pembimbing II, Terima kasih telah
memberikan begitu banyak pengetahuan serta bimbingannya sehingga
skripsi ini bisa bermanfaat untuk semua.
4. Seluruh Dosen Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang, terima
kasih telah memberikan Ilmu Pengetahuan yang bermanfaat untuk saat ini
maupun seterusnya.
5. Kedua Orang Tua saya. Dengan do’a dan restu beliau saya bisa menjalani
hidup dengan sabar dan penuh keikhlasan. Ucapan terima kasih tidak akan
pernah cukup untuk menggambarkan wujud penghargaan kepada beliau.
6. Dan semua pihak yang telah membantu penulis dalam penyusunan skripsi
ini.
Sangat disadari penulis memiliki banyak kekurangan dan keterbatasan,
karena itu penulis menerima kritik dan saran yang membangun untuk perbaikan
tugas akhir ini. Akhir kata penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi
semua.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb
Penulis
Rahman Anshary
Lembar Persembahan
Alhamdulillahirabbil’alamin, Segala puji bagi allah yang menguasai seluruh alam.
Tidak terasa waktu begitu cepat berlalu, dan tidak terasa pula saya telah menyelesaikan
salah satu tanggung jawab saya sebagai seorang penuntut ilmu di jenjang perkuliahan. Begitu
banyak orang-orang yang berjasa dalam hidup saya namun saya tidak bisa menyebutkan
namanya satu persatu.
Pertama : Segala puji bagi Allah SWT yang selalu memberikan jalan dalam proses
penyelesaian tugas akhir saya, tanpa engkau Tuhan tentu saya tidak akan mampu
menyelesaikannya. Shalawat dan salam kepada Nabi Muhammad SAW sebagai panutan yang
terbaik bagi seluruh umat manusia.
Kedua : Untuk Ayah dan Ibu saya H.Burhanuddin dan Hj.Noor Azmiah. Sungguh betapa
terima kasih yang sebesar-besarnya saya ucapakan pada engkau berdua karena dengan
sabarnya selalu mendo’akan dan
mampu membimbing anakmu ini dalam proses
pendewasaan hidup.
Ketiga : Kepada keluarga di kota Tanjung. kak Rahima, kak Marhat, kak Nazhary, dik
Fuza, dan seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan dan do’a sehingga membuat
saya tetap bersemangat.
Keempat : Bapak Drs. Nanang Mulkani ,M.Si selaku Kepala Dinas Pertambangan Kab.
Tabalong beserta jajarannya yang telah berkenan memberikan data-data yang saya butuhkan.
Kelima
: Warga desa Salikung yang telah membantu pengukuran di lokasi perencanaan.
Keenam : Terima kasih saya ucapkan kepada semua sahabat terbaikku LIVIC Sipil C UMM
2010 atas kebersamaannya selama ini. Sungguh senang sekali bisa mengenal kalian, smoga
ilmu yang kita dapatkan selalu baraqah. Aamiin.
Ketujuh : Ucapan terima kasih juga kepada keluarga besar Asrama HPMT Malang, sahabat
Fortuned, sahabat Komunitas Sepeda Kaskus (KosKas) regional Malang, sahabat
FedNgalam, Mas Agung (sam Ngoeg) sang petualang lone rider, bapak itu (om Husnul) dan
kepada semua pihak yang telah memberikan semangat dan mendoakan proses penulisan
skripsi ini.
Akhir kata penulis mengharapkan ridha Allah SWT. Selalu terpanjatkan do’a ini
untuk mempermudah segala urusanku.
“Wahai Rabb yang maha hidup, wahai Rabb yang maha berdiri sendiri (tidak
butuh segala sesuatu). Dengan rahmatmu aku meminta pertolongan, perbaikilah
segala keadaan dan urusanku, dan jangan engkau serahkan kepadaku meski
sekejap mata sekalipun (tanpa mendapatkan pertolongan darimu).”
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN..……………………………………………………
i
SURAT PERNYATAAN……………………………………………………….
ii
KATA PENGANTAR…………………………………………………………..
iii
LEMBAR PERSEMBAHA……………………………………………………..
v
DAFTAR ISI….…………………………………………………………………
vi
DAFTAR TABEL ……………………………………………………………….
ix
DAFTAR KURVA ..…………………………………………………………….
x
DAFTAR GAMBAR.……………………………………………………………
xi
DAFTAR LAMPIRAN..…………………………………………………………
xii
ABSTRAKSI…………..………………………………………………………… xiv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang………………………………………….......... 1
1.2. Identifikasi Masalah………………………………………….. 2
1.3. Rumusan Masalah……………………………………………. 2
1.4. Batasan Masalah……………………………………………… 2
1.5. Tujuan Studi………………………………………………….. 3
1.6. Manfaat Studi………………………………………………… 3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Perkembangan Pusat Listrik Tenaga Air…………………….. 4
2.2. Definisi PLTMH……………………………………………... 5
2.2.1. Nama Dan Fungsi Bangunan Sipil Untuk PLTMH... 8
2.3. Debit Andalan……………………………………………….. 8
2.3.1. Perhitungan Data Curah Hujan……………………. 9
2.3.2. Metode Perhitungan Debit Andalan……………….
10
2.3.3. Metode Penman Modifikasi……………………….
11
2.3.4. Metode Meteorologi Water Balance Dr. F.J. Mock.
13
2.3.5. Metode Flow Characteristic Probabilitas………….
19
2.4. Bangunan Sipil PLTMH…………………………………….
19
2.4.1. Dimensi Intake…………………………………….
19
2.4.2. Saluran Pembawa………………………………….
20
2.4.3. Bak Penenang……………………………………..
21
2.4.4. Pipa Pesat………………………………………….
21
2.4.5. Rumah Pembangkit………………………………..
25
2.5. Menentukan Besaran Daya………………………………….
25
2.6. Turbin………………………………………………………..
26
2.7. Generator…………………………………………………….
29
2.7.1. Pemilihan Jenis Arus Listrik………………………. 29
2.7.2. Penentuan Sistem Fasa…………………………….. 29
2.7.3. Pemilihan Generator………………………………. 30
BAB III
METODOLOGI
3.1. Lokasi Perencanaan…………………………………………. 32
3.1.1. Gambaran Umum Lokasi………………………….
32
3.1.2. Peta Topografi……………………………………..
32
3.1.3. Data Tanah………………………………………… 33
3.2. Kondisi Hidrologis…………………………………………..
33
3.2.1. Umum……………………………………………..
33
3.2.2. Iklim……………………………………………….
34
3.2.3. Curah Hujan……………………………………….
34
3.3. Langkah Perencanaan……………………………………….. 41
3.3.1. Pengumpulan Data………………………………… 41
3.3.2. Tahapan Perencanaan……………………………… 42
3.3.3. Perhitungan Daya………………………………….. 42
3.3.4. Perencanaan Gambar Desain……………………… 43
.3.3.5. Perhitungan Rencana Anggaran Biaya…………… 43
3.4. Bagan Alir Perencanaan……………………………………..
BAB IV
44
ANALISA DAN PERENCANAAN
4.1. Debit Andalan……………………………………………….
45
4.1.1. Evaluasi Data……………………………………… 45
4.1.2. Perhitungan Evapotranspirasi Potensial…………...
45
4.1.3. Perhitungan Metode Empiris Debit Andalan Sungai. 51
4.2. Desain Dasar Bangunan Sipil……………………………….. 57
4.2.1. Bangunan Pengambil……………………………… 57
4.2.2. Saluran Pembawa………………………………….
57
4.2.3. Bak Penenang……………………………………...
57
4.2.4. Pipa Pesat………………………………………….
58
4.2.5. Rumah Pembangkit………………………………..
60
4.3. Pemilihan Jenis Turbin Dan Generator……………………...
61
4.3.1. Turbin……………………………………………… 61
BAB V
4.3.2. Generator…………………………………………..
63
4.4. Perhitungan Daya……………………………………………
63
4.5. Rencana Anggaran Biaya……………………………………
64
PENUTUP
5.1. Kesimpulan………………………………………………….. 68
5.2. Saran………………………………………………………… 68
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Hubungan Antara T dengan Ea, W dan f(T)………………………. 12
Tabel 2.2
Radiasi Ekstra Matahari (Ra) dalam Evaporasi Ekivalen (mm/hari)
dalam Hubungan dengan Letak Lintang………………………….. 13
Tabel 2.3.
Jenis – jenis Turbin………………………………………………... 27
Tabel 2.4.
Daerah Operasi Turbin…………………………………………….. 28
Tabel 2.5.
Pemilihan Generator Berdasarkan Daya…………………………… 31
Tabel 3.1
Kelembaban Udara Bulanan……………………………………….. 35
Tabel 3.2
Temperatur Udara Bulanan………………………………………… 35
Tabel 3.3
Kecepatan Angin Bulanan…………………………………………. 36
Tabel 3.4
Penyinaran Matahari Bulanan……………………………………... 36
Tabel 3.5
Curah Hujan Bulanan……………………………………………… 37
Tabel 4.1
Perhitungan Evapotranspirasi Bulanan Dengan Metode Penman
Modifikasi………………………………………………………… 50
Tabel 4.2
Debit Andalan Sungai Raun……………………………………….. 55
Tabel 4.3
Biaya Pembangunan PLTMH Desa Salikung…………………….. 65
Tabel 4.4
Rincian Biaya Pembangunan PLTMH Desa Salikung…………… 66
DAFTAR KURVA
Kurva 2.1
Hubungan antara Vopt dan Sudut Rata-rata Penstock……………
24
Kurva 4.1
Flow Duration Curve……………………………………………
56
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Head Adalah Ketinggian Vertikal Air jatuh……………………..
6
Gambar 2.2
Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro………………..
7
Gambar 2.3
Sketsa Potongan Melintang Bangunan Intake…………………..
20
Gambar 2.4
Diagram Pemilihan Turbin dan Perkiraan Daya…………………
26
Gambar 2.5
Jenis Turbin………………………………………………………
28
Gambar 3.1
Peta Topografi Sekitar Lokasi Perencanaan PLTMH Salikung…
33
Gambar 3.2
Peta Kabupaten Tabalong……………………………………….
38
Gambar 3.3
Lokasi Perencanaan……………………………………………..
39
Gambar 3.4
Daerah Tangkapan Air………………………………………….
40
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2004……………………………………………………….
70
Lampiran B. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2005……………………………………………………….
71
Lampiran C. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2006……………………………………………………….
72
Lampiran D. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2007……………………………………………………….
73
Lampiran E. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2008……………………………………………………….
74
Lampiran F. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2009……………………………………………………….
75
Lampiran G. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2010……………………………………………………….
76
Lampiran H. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2011……………………………………………………….
77
Lampiran I. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2012……………………………………………………….
78
Lampiran J. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2013……………………………………………………….
89
Lampiran K. Gambar Rencana :
Peta Lokasi PLTMH…………………………………………….
80
Lay Out PLTMH………………………………………………...
81
Bak Penenang……………………………………………………
82
Potongan Bak Penenang A-A dan B-B………………………….
83
Potongan Bak Penenang C-C dan D-D………………………….
84
Potongan Memanjang Pipa Pesat………………………………..
85
Denah Rumah Pembangkit……………………………………....
86
Rumah Pembangkit Potongan A-A dan B-B……………………
87
Rumah Pembangkit Tampak Depan dan Tampak Samping…….
88
Turbin Crossflow………………………………………………..
89
Lampiran L. Foto Lokasi Perencanaan…………………………………………
90
DAFTAR PUSTAKA
A Buyer’s Guide: Micro-Hydropower System, Canada, 2004
Adam Harvey: Micro-hydro Design manual, A Guide to Small Scale Water Power
Schemes, Intermediat Technology publications, 1993
BPS: Kabupaten Tabalong Dalam Angka Tahun 2013. Kabupaten Tabalong,
Kalimantan Selatan, 2013
Departement of
Energy: Manuals and Guidelines for Micro-hydropower
Development in Ruler Electrification, Volume 1, 2009.
Erman. M Dan Memed: Desain Hidraulika Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknik,
Alfabeta, Bandung, 2002.
IBEKA : Manual Pembangunan PLTMH
IMIDAP: Pedoman Teknis PLTMH, Direktorat Jendral Listrik dan Pemanfaatan
Energi Departemen Energi dan Sumber daya Mineral, 2008.
IMIDAP: Pedoman Studi Kelayakan Sipil, Direktorat Jendral Listrik dan
Pemanfaatan Energi Departemen Energi dan Sumber daya Mineral, 2009.
IMIDAP: Pedoman Studi Kelayakan Mekanikal Elektrikal, Direktorat Jendral Listrik
dan Pemanfaatan Energi Departemen Energi dan Sumber daya Mineral, 2009.
O.F. Patty: Bangunan Tenaga Air, Erlangga, Jakarta, 1995
Program Penelitian, Mitigasi, dan Pelayanan Geologi: Penyelidikan Potensi
Hidropower Purui Jaro, Tabalong, Kalimantan Selatan. Kementerian Energi
Dan Sumber Daya Mineral No.417/LAP-BGE.P2K/2012
Soemarto, C.D : Hidrologi Teknik, Erlangga, Jakarta, 1995.
Suhardjono : Kebutuhan Air Tanaman, Institut Teknologi Nasional, Malang, 1994.
http://id.wikipedia.org/wiki/Mikrohidro, diakses 2014.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Belum meratanya pembangunan infrastruktur khususnya jalan dan
jembatan untuk akses menuju desa terpencil akan berdampak pula pada suplai
energi listrik oleh PT. Perusahaan Listrik Negara (PLN). Beberapa hal yang
menjadi pertimbangan sebelum pembanguan jaringan listrik diantaranya adalah
jumlah penduduk, jarak, dan lokasi desa tersebut.
Desa Salikung merupakan desa dibagian utara dari Kabupaten Tabalong
Provinsi Kalimantan Selatan yang berbatasan langsung dengan Provinsi
Kalimantan Timur. Dikarenakan jarak yang jauh dan sulitnya akses untuk menuju
desa tersebut, juga sedikitnya jumlah penduduk yang bermukim disana, sehingga
sampai saat ini desa tersebut belum mendapatkan pelayanan listrik oleh PT.
Perusahaan Listrik Negara (PLN).
Pembangkit Listrik Tenaga Disel (PLTD) merupakan solusi instan untuk
mengatasi permasalahan tersebut. Namun mengingat biaya operasional yang
tinggi, dan polusi yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tersebut tidaklah baik,
maka diperlukan pembangkit listrik alternatif yang lebih efisien dan ramah
lingkungan.
Desa Salikung memiliki Sub DAS yang berpotensi untuk membangkitkan
listrik skala Mikro Hidro. Potensi ini sudah dilakukan survey studi kelayakan pada
tahun 2012 oleh Dinas Pertambangan Kabupaten Tabalong bekerjasama dengan
1
2
Badan Geologi Pusat Sumber Daya Air Tanah Dan Geologi Lingkungan
Bandung. Hasilnya dinyatakan bahwa pada musim kemarau debit aliran air di
sungai tersebut tetap stabil dan memiliki tinggi jatuh yang cukup.
1.2.
Identifikasi Masalah
1. Belum adanya suplai listrik oleh PT. PLN untuk desa Salikung
2. Tingginya harga bahan bakar minyak di desa Salikung untuk keperluan
suplai genset, maka dibutuhkanlah pembangkit listrik tenaga air yang lebih
efisien dan ramah lingkungan.
3. Sub DAS di desa Salikung memiliki potensi untuk membangkitkan listrik
tenaga Mikro Hidro.
1.3.
Rumusan Masalah
Pada studi perencanan ini ada beberapa rumusan masalah anatara lain :
1. Menganalisa potensi debit rencana.
2. Menganalisa besaran daya terbangkit.
3. Merencanakan desain fasilitas sipil PLTMH Desa Salikung.
4. Menentukan jenis turbin dan generator.
5. Menghitung Rencana Anggaran Biaya (RAB) yang dibutuhkan.
1.4.
Batasan Masalah
1. Studi ini dilakukan pada lokasi perencanaan PLTMH di Sungai Raun desa
Salikung kecamatan Muara Uya kabupaten Tabalong Propinsi Kalimantan
Selatan.
3
2. Perancanaan PLTMH ini akan memanfaatkan peninggian elevasi muka air
pada bangunan weir (bendung) yang sudah ada.
3. Tidak membahas studi kelayakan dari segi ekonomi.
1.5.
Tujuan Studi
1. Mengetahui potensi debit rencana.
2. Mengetahui besaran daya yang akan terbangkit.
3. Mengetahui desain fasilitas sipil PLTMH Desa Salikung.
4. Mengetahui jenis turbin dan generator yang digunakan.
5. Mengetahui Rencana Anggaran Biaya (RAB) yang dibutuhkan.
1.6.
Manfaat Studi
Manfaat yang diharapkan dari hasil studi perencanaan ini adalah:
1. Untuk menambah pengetahuan dan wawasan tentang sistem Pembangkit
Listrik Tenaga Mikro Hidro, baik bagi mahasiswa maupun bagi
masyarakat setempat.
2. Hasil studi perencanaan ini diharapkan dapat memberi masukan maupun
informasi bagi lembaga terkait untuk mendukung rencana pembangunan
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di desa Salikung.
DI DESA SALIKUNG KABUPATEN TABALONG KALIMANTAN SELATAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan
Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
RAHMAN ANSHARY
201010340311150
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nim
Jurusan
Fakultas
: 201010340311150
: Teknik Sipil
: Teknik
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Dengan ini menyatakan dengan sebenar – benarnya bahwa :
1. Tugas akhir dengan judul
STUDI PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TEAGA
MIKRO HIDRO DI DESA SALIKUNG KABUPATEN TABALONG
KALIMANTAN SELATAN
Adalah hasil karya sendiri, dan dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat
karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh
gelar akademik di suatu perguruan tinggi, dan tidak terdapat karya atau
pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik
sebagian atau keseluruhan, kecuali yang secara tertulis di kutip dalam
naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar pustaka.
2. Apabila ternyata di dalam naskah tugas akhir ini dapat dibuktikan terdapat
unsur – unsur PLAGIASI, saya bersedia TUGAS AKHIR ini
DIGUGURKAN dan GELAR AKADEMIK YANG TELAH SAYA
PEROLEH DIBATALKAN, serta diproses sesuai dengan ketentuan
hukum yang berlaku.
3. Tugas akhir ini dapat dijadikan sumber pustaka yang merupakan HAK
BEBAS ROYALTI NON EKSEKLUSIF.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar – benarnya
untuk dipergunakan sebagaimana mestinya.
Malang,
Desember 2015
Yang menyatakan,
Rahman Anshary
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Alhamdulillah Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah
memberikan berkah, rahmat, hidayah serta innayah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul Studi Perencanaan Pembangkit
Listrik Tenaga Mikro Hidro di Desa Salikung Kabupaten Tabalong
Kalimantan Selatan.
Meskipun dalam penyelesaian Tugas Akhir ini melalui perjalanan waktu
yang panjang serta melibatkan banyak bantuan dari berbagai pihak, penulis
berharap Skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan khususnya kepada
lembaga terkait untuk mendukung perencanaan tersebut.
Tidak lupa pula penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar –
besarnya kepada :
1. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil UMM.
2. Bapak Ir. Suwignyo, MT selaku Pembimbing I, Terima kasih telah
mengarahkan serta membimbing penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
3. Bapak Ir. Sulianto, MT selaku Pembimbing II, Terima kasih telah
memberikan begitu banyak pengetahuan serta bimbingannya sehingga
skripsi ini bisa bermanfaat untuk semua.
4. Seluruh Dosen Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang, terima
kasih telah memberikan Ilmu Pengetahuan yang bermanfaat untuk saat ini
maupun seterusnya.
5. Kedua Orang Tua saya. Dengan do’a dan restu beliau saya bisa menjalani
hidup dengan sabar dan penuh keikhlasan. Ucapan terima kasih tidak akan
pernah cukup untuk menggambarkan wujud penghargaan kepada beliau.
6. Dan semua pihak yang telah membantu penulis dalam penyusunan skripsi
ini.
Sangat disadari penulis memiliki banyak kekurangan dan keterbatasan,
karena itu penulis menerima kritik dan saran yang membangun untuk perbaikan
tugas akhir ini. Akhir kata penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi
semua.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb
Penulis
Rahman Anshary
Lembar Persembahan
Alhamdulillahirabbil’alamin, Segala puji bagi allah yang menguasai seluruh alam.
Tidak terasa waktu begitu cepat berlalu, dan tidak terasa pula saya telah menyelesaikan
salah satu tanggung jawab saya sebagai seorang penuntut ilmu di jenjang perkuliahan. Begitu
banyak orang-orang yang berjasa dalam hidup saya namun saya tidak bisa menyebutkan
namanya satu persatu.
Pertama : Segala puji bagi Allah SWT yang selalu memberikan jalan dalam proses
penyelesaian tugas akhir saya, tanpa engkau Tuhan tentu saya tidak akan mampu
menyelesaikannya. Shalawat dan salam kepada Nabi Muhammad SAW sebagai panutan yang
terbaik bagi seluruh umat manusia.
Kedua : Untuk Ayah dan Ibu saya H.Burhanuddin dan Hj.Noor Azmiah. Sungguh betapa
terima kasih yang sebesar-besarnya saya ucapakan pada engkau berdua karena dengan
sabarnya selalu mendo’akan dan
mampu membimbing anakmu ini dalam proses
pendewasaan hidup.
Ketiga : Kepada keluarga di kota Tanjung. kak Rahima, kak Marhat, kak Nazhary, dik
Fuza, dan seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan dan do’a sehingga membuat
saya tetap bersemangat.
Keempat : Bapak Drs. Nanang Mulkani ,M.Si selaku Kepala Dinas Pertambangan Kab.
Tabalong beserta jajarannya yang telah berkenan memberikan data-data yang saya butuhkan.
Kelima
: Warga desa Salikung yang telah membantu pengukuran di lokasi perencanaan.
Keenam : Terima kasih saya ucapkan kepada semua sahabat terbaikku LIVIC Sipil C UMM
2010 atas kebersamaannya selama ini. Sungguh senang sekali bisa mengenal kalian, smoga
ilmu yang kita dapatkan selalu baraqah. Aamiin.
Ketujuh : Ucapan terima kasih juga kepada keluarga besar Asrama HPMT Malang, sahabat
Fortuned, sahabat Komunitas Sepeda Kaskus (KosKas) regional Malang, sahabat
FedNgalam, Mas Agung (sam Ngoeg) sang petualang lone rider, bapak itu (om Husnul) dan
kepada semua pihak yang telah memberikan semangat dan mendoakan proses penulisan
skripsi ini.
Akhir kata penulis mengharapkan ridha Allah SWT. Selalu terpanjatkan do’a ini
untuk mempermudah segala urusanku.
“Wahai Rabb yang maha hidup, wahai Rabb yang maha berdiri sendiri (tidak
butuh segala sesuatu). Dengan rahmatmu aku meminta pertolongan, perbaikilah
segala keadaan dan urusanku, dan jangan engkau serahkan kepadaku meski
sekejap mata sekalipun (tanpa mendapatkan pertolongan darimu).”
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN..……………………………………………………
i
SURAT PERNYATAAN……………………………………………………….
ii
KATA PENGANTAR…………………………………………………………..
iii
LEMBAR PERSEMBAHA……………………………………………………..
v
DAFTAR ISI….…………………………………………………………………
vi
DAFTAR TABEL ……………………………………………………………….
ix
DAFTAR KURVA ..…………………………………………………………….
x
DAFTAR GAMBAR.……………………………………………………………
xi
DAFTAR LAMPIRAN..…………………………………………………………
xii
ABSTRAKSI…………..………………………………………………………… xiv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang………………………………………….......... 1
1.2. Identifikasi Masalah………………………………………….. 2
1.3. Rumusan Masalah……………………………………………. 2
1.4. Batasan Masalah……………………………………………… 2
1.5. Tujuan Studi………………………………………………….. 3
1.6. Manfaat Studi………………………………………………… 3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Perkembangan Pusat Listrik Tenaga Air…………………….. 4
2.2. Definisi PLTMH……………………………………………... 5
2.2.1. Nama Dan Fungsi Bangunan Sipil Untuk PLTMH... 8
2.3. Debit Andalan……………………………………………….. 8
2.3.1. Perhitungan Data Curah Hujan……………………. 9
2.3.2. Metode Perhitungan Debit Andalan……………….
10
2.3.3. Metode Penman Modifikasi……………………….
11
2.3.4. Metode Meteorologi Water Balance Dr. F.J. Mock.
13
2.3.5. Metode Flow Characteristic Probabilitas………….
19
2.4. Bangunan Sipil PLTMH…………………………………….
19
2.4.1. Dimensi Intake…………………………………….
19
2.4.2. Saluran Pembawa………………………………….
20
2.4.3. Bak Penenang……………………………………..
21
2.4.4. Pipa Pesat………………………………………….
21
2.4.5. Rumah Pembangkit………………………………..
25
2.5. Menentukan Besaran Daya………………………………….
25
2.6. Turbin………………………………………………………..
26
2.7. Generator…………………………………………………….
29
2.7.1. Pemilihan Jenis Arus Listrik………………………. 29
2.7.2. Penentuan Sistem Fasa…………………………….. 29
2.7.3. Pemilihan Generator………………………………. 30
BAB III
METODOLOGI
3.1. Lokasi Perencanaan…………………………………………. 32
3.1.1. Gambaran Umum Lokasi………………………….
32
3.1.2. Peta Topografi……………………………………..
32
3.1.3. Data Tanah………………………………………… 33
3.2. Kondisi Hidrologis…………………………………………..
33
3.2.1. Umum……………………………………………..
33
3.2.2. Iklim……………………………………………….
34
3.2.3. Curah Hujan……………………………………….
34
3.3. Langkah Perencanaan……………………………………….. 41
3.3.1. Pengumpulan Data………………………………… 41
3.3.2. Tahapan Perencanaan……………………………… 42
3.3.3. Perhitungan Daya………………………………….. 42
3.3.4. Perencanaan Gambar Desain……………………… 43
.3.3.5. Perhitungan Rencana Anggaran Biaya…………… 43
3.4. Bagan Alir Perencanaan……………………………………..
BAB IV
44
ANALISA DAN PERENCANAAN
4.1. Debit Andalan……………………………………………….
45
4.1.1. Evaluasi Data……………………………………… 45
4.1.2. Perhitungan Evapotranspirasi Potensial…………...
45
4.1.3. Perhitungan Metode Empiris Debit Andalan Sungai. 51
4.2. Desain Dasar Bangunan Sipil……………………………….. 57
4.2.1. Bangunan Pengambil……………………………… 57
4.2.2. Saluran Pembawa………………………………….
57
4.2.3. Bak Penenang……………………………………...
57
4.2.4. Pipa Pesat………………………………………….
58
4.2.5. Rumah Pembangkit………………………………..
60
4.3. Pemilihan Jenis Turbin Dan Generator……………………...
61
4.3.1. Turbin……………………………………………… 61
BAB V
4.3.2. Generator…………………………………………..
63
4.4. Perhitungan Daya……………………………………………
63
4.5. Rencana Anggaran Biaya……………………………………
64
PENUTUP
5.1. Kesimpulan………………………………………………….. 68
5.2. Saran………………………………………………………… 68
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Hubungan Antara T dengan Ea, W dan f(T)………………………. 12
Tabel 2.2
Radiasi Ekstra Matahari (Ra) dalam Evaporasi Ekivalen (mm/hari)
dalam Hubungan dengan Letak Lintang………………………….. 13
Tabel 2.3.
Jenis – jenis Turbin………………………………………………... 27
Tabel 2.4.
Daerah Operasi Turbin…………………………………………….. 28
Tabel 2.5.
Pemilihan Generator Berdasarkan Daya…………………………… 31
Tabel 3.1
Kelembaban Udara Bulanan……………………………………….. 35
Tabel 3.2
Temperatur Udara Bulanan………………………………………… 35
Tabel 3.3
Kecepatan Angin Bulanan…………………………………………. 36
Tabel 3.4
Penyinaran Matahari Bulanan……………………………………... 36
Tabel 3.5
Curah Hujan Bulanan……………………………………………… 37
Tabel 4.1
Perhitungan Evapotranspirasi Bulanan Dengan Metode Penman
Modifikasi………………………………………………………… 50
Tabel 4.2
Debit Andalan Sungai Raun……………………………………….. 55
Tabel 4.3
Biaya Pembangunan PLTMH Desa Salikung…………………….. 65
Tabel 4.4
Rincian Biaya Pembangunan PLTMH Desa Salikung…………… 66
DAFTAR KURVA
Kurva 2.1
Hubungan antara Vopt dan Sudut Rata-rata Penstock……………
24
Kurva 4.1
Flow Duration Curve……………………………………………
56
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Head Adalah Ketinggian Vertikal Air jatuh……………………..
6
Gambar 2.2
Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro………………..
7
Gambar 2.3
Sketsa Potongan Melintang Bangunan Intake…………………..
20
Gambar 2.4
Diagram Pemilihan Turbin dan Perkiraan Daya…………………
26
Gambar 2.5
Jenis Turbin………………………………………………………
28
Gambar 3.1
Peta Topografi Sekitar Lokasi Perencanaan PLTMH Salikung…
33
Gambar 3.2
Peta Kabupaten Tabalong……………………………………….
38
Gambar 3.3
Lokasi Perencanaan……………………………………………..
39
Gambar 3.4
Daerah Tangkapan Air………………………………………….
40
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2004……………………………………………………….
70
Lampiran B. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2005……………………………………………………….
71
Lampiran C. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2006……………………………………………………….
72
Lampiran D. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2007……………………………………………………….
73
Lampiran E. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2008……………………………………………………….
74
Lampiran F. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2009……………………………………………………….
75
Lampiran G. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2010……………………………………………………….
76
Lampiran H. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2011……………………………………………………….
77
Lampiran I. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2012……………………………………………………….
78
Lampiran J. Tabel Analisa Debit Andalan dengan Metode F.J. Mock Sungai Raun
Tahun 2013……………………………………………………….
89
Lampiran K. Gambar Rencana :
Peta Lokasi PLTMH…………………………………………….
80
Lay Out PLTMH………………………………………………...
81
Bak Penenang……………………………………………………
82
Potongan Bak Penenang A-A dan B-B………………………….
83
Potongan Bak Penenang C-C dan D-D………………………….
84
Potongan Memanjang Pipa Pesat………………………………..
85
Denah Rumah Pembangkit……………………………………....
86
Rumah Pembangkit Potongan A-A dan B-B……………………
87
Rumah Pembangkit Tampak Depan dan Tampak Samping…….
88
Turbin Crossflow………………………………………………..
89
Lampiran L. Foto Lokasi Perencanaan…………………………………………
90
DAFTAR PUSTAKA
A Buyer’s Guide: Micro-Hydropower System, Canada, 2004
Adam Harvey: Micro-hydro Design manual, A Guide to Small Scale Water Power
Schemes, Intermediat Technology publications, 1993
BPS: Kabupaten Tabalong Dalam Angka Tahun 2013. Kabupaten Tabalong,
Kalimantan Selatan, 2013
Departement of
Energy: Manuals and Guidelines for Micro-hydropower
Development in Ruler Electrification, Volume 1, 2009.
Erman. M Dan Memed: Desain Hidraulika Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknik,
Alfabeta, Bandung, 2002.
IBEKA : Manual Pembangunan PLTMH
IMIDAP: Pedoman Teknis PLTMH, Direktorat Jendral Listrik dan Pemanfaatan
Energi Departemen Energi dan Sumber daya Mineral, 2008.
IMIDAP: Pedoman Studi Kelayakan Sipil, Direktorat Jendral Listrik dan
Pemanfaatan Energi Departemen Energi dan Sumber daya Mineral, 2009.
IMIDAP: Pedoman Studi Kelayakan Mekanikal Elektrikal, Direktorat Jendral Listrik
dan Pemanfaatan Energi Departemen Energi dan Sumber daya Mineral, 2009.
O.F. Patty: Bangunan Tenaga Air, Erlangga, Jakarta, 1995
Program Penelitian, Mitigasi, dan Pelayanan Geologi: Penyelidikan Potensi
Hidropower Purui Jaro, Tabalong, Kalimantan Selatan. Kementerian Energi
Dan Sumber Daya Mineral No.417/LAP-BGE.P2K/2012
Soemarto, C.D : Hidrologi Teknik, Erlangga, Jakarta, 1995.
Suhardjono : Kebutuhan Air Tanaman, Institut Teknologi Nasional, Malang, 1994.
http://id.wikipedia.org/wiki/Mikrohidro, diakses 2014.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Belum meratanya pembangunan infrastruktur khususnya jalan dan
jembatan untuk akses menuju desa terpencil akan berdampak pula pada suplai
energi listrik oleh PT. Perusahaan Listrik Negara (PLN). Beberapa hal yang
menjadi pertimbangan sebelum pembanguan jaringan listrik diantaranya adalah
jumlah penduduk, jarak, dan lokasi desa tersebut.
Desa Salikung merupakan desa dibagian utara dari Kabupaten Tabalong
Provinsi Kalimantan Selatan yang berbatasan langsung dengan Provinsi
Kalimantan Timur. Dikarenakan jarak yang jauh dan sulitnya akses untuk menuju
desa tersebut, juga sedikitnya jumlah penduduk yang bermukim disana, sehingga
sampai saat ini desa tersebut belum mendapatkan pelayanan listrik oleh PT.
Perusahaan Listrik Negara (PLN).
Pembangkit Listrik Tenaga Disel (PLTD) merupakan solusi instan untuk
mengatasi permasalahan tersebut. Namun mengingat biaya operasional yang
tinggi, dan polusi yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tersebut tidaklah baik,
maka diperlukan pembangkit listrik alternatif yang lebih efisien dan ramah
lingkungan.
Desa Salikung memiliki Sub DAS yang berpotensi untuk membangkitkan
listrik skala Mikro Hidro. Potensi ini sudah dilakukan survey studi kelayakan pada
tahun 2012 oleh Dinas Pertambangan Kabupaten Tabalong bekerjasama dengan
1
2
Badan Geologi Pusat Sumber Daya Air Tanah Dan Geologi Lingkungan
Bandung. Hasilnya dinyatakan bahwa pada musim kemarau debit aliran air di
sungai tersebut tetap stabil dan memiliki tinggi jatuh yang cukup.
1.2.
Identifikasi Masalah
1. Belum adanya suplai listrik oleh PT. PLN untuk desa Salikung
2. Tingginya harga bahan bakar minyak di desa Salikung untuk keperluan
suplai genset, maka dibutuhkanlah pembangkit listrik tenaga air yang lebih
efisien dan ramah lingkungan.
3. Sub DAS di desa Salikung memiliki potensi untuk membangkitkan listrik
tenaga Mikro Hidro.
1.3.
Rumusan Masalah
Pada studi perencanan ini ada beberapa rumusan masalah anatara lain :
1. Menganalisa potensi debit rencana.
2. Menganalisa besaran daya terbangkit.
3. Merencanakan desain fasilitas sipil PLTMH Desa Salikung.
4. Menentukan jenis turbin dan generator.
5. Menghitung Rencana Anggaran Biaya (RAB) yang dibutuhkan.
1.4.
Batasan Masalah
1. Studi ini dilakukan pada lokasi perencanaan PLTMH di Sungai Raun desa
Salikung kecamatan Muara Uya kabupaten Tabalong Propinsi Kalimantan
Selatan.
3
2. Perancanaan PLTMH ini akan memanfaatkan peninggian elevasi muka air
pada bangunan weir (bendung) yang sudah ada.
3. Tidak membahas studi kelayakan dari segi ekonomi.
1.5.
Tujuan Studi
1. Mengetahui potensi debit rencana.
2. Mengetahui besaran daya yang akan terbangkit.
3. Mengetahui desain fasilitas sipil PLTMH Desa Salikung.
4. Mengetahui jenis turbin dan generator yang digunakan.
5. Mengetahui Rencana Anggaran Biaya (RAB) yang dibutuhkan.
1.6.
Manfaat Studi
Manfaat yang diharapkan dari hasil studi perencanaan ini adalah:
1. Untuk menambah pengetahuan dan wawasan tentang sistem Pembangkit
Listrik Tenaga Mikro Hidro, baik bagi mahasiswa maupun bagi
masyarakat setempat.
2. Hasil studi perencanaan ini diharapkan dapat memberi masukan maupun
informasi bagi lembaga terkait untuk mendukung rencana pembangunan
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di desa Salikung.