Bangunan Pelengkap Saluran pembuang

ESHA Penche,2004 : e = PD2σkf+es Barl ow’s Formulae Varshney,1971: H = 0,002+σ x tD+0,002 t Dimana: H: Tinggi tekan maksimum m : tekanan statis + tinggi tekan akibat pukulan air σ : tegangan baja yang digunakan tonm 2 D : diameter pipa pesat m t : tebal pipa pesat m P : tekan hidrostatis pipa kNmm 2 kf : efisiensi ketahanan es : tebal jagaan untuk sifat korosif mm 3. Kedalaman minimum pipa pesat Kedalaman minimum akan berpengaruh terhadap gejala vortex, kedalaman minimum dapat dihitung dengan persamaan Penche,2004: Ht s s = c V D Dimana: c : 0,7245 untuk inlet asimetris 0,5434 untuk inlet simetris V : kecepatan masuk aliran mdt D: diameter inlet pipa pesat m 3. Tangki Gelombang Surge Tanks Tangki gelombang adalah pipa tegak di ujung hilir saluran air tertutup untuk menyerap kenaikan tekanan mendadak serta dengan cepat memberikan air selama penurunan singkat dalam tekanan. Surge tanks biasanya disediakan pada PLTA besar atau menengah ketika ada jarak yang cukup jauh antara sumber air dengan unit daya, sehingga diperlukan sebuah penstock panjang. 1. Luas dan diameter Surge tanks Thoma A st = � � 2 � � D st = � 0,25 � Dimana : A st = Luas Surge Tanks m 2 D st = Diameter Surge Tanks m Lt= panjang terowongan m A t = Luas Terowongan m 2 H = Gross Head m g = gravitasi m 2 s c = koefisien thoma 2. Tinggi air dalam Surge tanks Zst : v � � � 0,5 Dimana : Z st = Tinggi muka air m V= kecepatan terowongan ms Lt = panjang terowongan m A t = Luas Terowongan m 2 g = gravitasi m 2 s A st = Luas Surge Tanks m 2 3. Kebutuhan terhadap tangki gelombang Pipa pesat membutuhkan tangki gelombang jika L 4H Dengan : L : panjang total pipa pesat m H : tinggi jatuh m

D. Bangunan Pelengkap Saluran pembuang

tailrace cannal Bangunan pembuang digunakan untuk mengalirkan debit air yang keluar dari turbin untuk kemudian dibuang ke sungai, saluran irigasi atau ke laut. Saluran pembuangan dimensinya harus sama atau lebih besar daripada saluran pengambilan mengingat adanya kemungkinan perubahan mendadak dari debit turbin air. Rumah pembangkit Power House Rumah pembangkit merupakan bangunan tempat diletakannya seluruh perangkat konversi energi, mulai dari turbin air lengkap dengan governornya, sebagai pengatur tekanan air, system transmisi mekanik, generator, dan perangkat pendukung lainnya. Bangunan ini yang melindungi turbin, generator dan peralatan pembangkit lainnya. Tinggi Jatuh Efektif Net Head Tinggi jatuh efektif adalah selisih antara elevasi muka air pada bangunan pengambilan atau waduk EMAW dengan tail water level TWL dikurangi dengan total kehilangan tinggi tekan Ramos, 2000. Persamaan tinggi jatuh efektif adalah: H eff = EMAW – TWL – hl dimana: H eff : tinggi jatuh efektif m EMAW: elevasi muka air waduk atau hulu bangunan pengambilan m TWL : tail water level m hl : total kehilangan tingi tekan m Gambar 1. Sketsa Tinggi Jatuh Effektif Kehilangan tinggi tekan digolongkan menjadi 2 jenis yaitu kehilangan pada saluran terbuka dan kehilangan pada saluran tertutup. Kehilangan tinggi tekan pada saluran terbuka biasanya terjadi pada intake pengambilan, saluran transisi dan penyaring. Kehilangan tinggi pada saluran tertutup dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu kehilangan tinggi mayor gesekan dan kehilangan tinggi minor. Kehilangan tinggi mayor dihitung dengan persamaan Chezy- Manning Penche,2004: hf = n 2 v 2 R 4 3 sedangkan kehilangan minor dihitung dengan persamaanRamos, 2000: hf = ξ V 2 2g dimana: hf : kehilangan tinggi tekan V : kecepatan masuk mdt g : percepatan gravitasi mdt 2 L : panjang saluran tertutup pipa m D : diameter pipa m f : koefisien kekasaranmoody diagram ξ : keofisien berdasarkan jenis kontraksi Perencanaan Peralatan Mekanik Dan Elektrik Perencanaan peralatan mekanik dan elektrik meliputi: A. Turbin Hidraulik Turbin dapat diklasifikasikan berdasarkan tabel berikut Ramos,2000: Tabel 1. Klasifikasi Jenis Turbin Dalam perencanan turbin parameter yang mendasari adalah kecepatan spesifik turbin Ns dan kecepatan putarsinkron n dimana kedua parameter tersebut dihitung dengan persamaan Anonim, 1976:: N s = n P H 54 n= 120 f dimana: Ns :Kecepatan spesifik turbin mkW n : kecepatan putarsinkron rpm P : daya kW H : tinggi jatuh effektif m f : frekuensi generator Hz p : jumlah kutub generator Nilai n bisa didapatkan dengan melakukan nilai coba-coba dengan persamaan: Untuk turbin francis: n’ = 2334 H atau n’ = 1553 H Untuk turbin propeller: n’ = 2088 H atau n’ = 2702 H Setelah didapatkan nilai parameter tersebut maka dapat ditentukan parameter lain seperti: 1. Titik Pusat Dan Kavitasi Pada Turbin Titik pusat perlu diletakkan pada titik yang aman sehingga terhindar dari bahaya kavitasi kavitasi akan terjadi bila nilai σaktual σkritis, dimana σdapat dihitung dengan persamaan Anonim, 1976: σc = Ns 1 .64 50327 Hs = Ha – Hv – H.σ Sedangkan titik pusat turbin dapat dihitung dengan persamaan: Z = twl + Hs + b dimana: Ns :Kecepatan spesifik turbin mkW σc : koefisien thoma kritis σ : koefisien thoma Ha : tekanan absolut atmosfer Pag ρ Hv: tekanan uap jenuh air Pwg ρ H : tinggi jatuh effektif m Hs : tinggi hisap turbin m Z : titik pusat tubrin twl: elevasi tail water level b : jarak pusat turbin dengan runnerm 2. dimensi turbin Dimensi turbin reaksi meliputi: Dimensi runner turbin, dimensi wicket gate, dimensi spiral case dan dimensi draft tube. 3. effisiensi turbin Effisiensi turbin sangat tergantung pengaruh dari debit aktual dalam turbin dengan debit desain turbin QQd, effisiensi turbin ditunjukkan pada gambar berikut MECH7350,214:6: Gambar 2. Grafik Effisiensi Turbin B. Peralatan Elektrik Peralatan elektrik PLTAberfungsi sebagai pengaturan kelistrikan setelah dilakukan proses pembangkitan listrik, peralatan elektrik meliputi generator,governor, speed increaser, transformer, switchgear dan auxiliary equipment. Analisa Pembangkitan Energi Produksi energi tahunan dihitung berdasarkan tenaga andalan. Tenaga and- alan dihitung berdasarkan debit andalan yang tersedia untuk pembangkitan energi listrik yang berupa debit outflow dengan periode n harian.Arismunandar,2005 E = 9,8 x H x Q x g x t x 24 x n Dimana: E : Energi tiap satu periode kWh H : Tinggi jatuh efektif m Q : Debit outflow m3dtk g : effisiensi generator t : efisiensi turbin n : jumlah hari dalam satu periode. Analisa Kelayakan Ekonomi Analisa ekonomi dilakukan untuk mengetahui kelayakan suatu proyek dari segi ekonomi. Dalam melakukan analisa ekonomi dibutuhkan dua komponen utama yaitu: a. Cost komponen biaya Meliputi biaya langsung biayakonstruksi dan biaya tak langsung OP, contingencies dan engineering b. Benefit komponen manfaat Manfaat didapatakan dari hasil penjualan listrik berdasarkan harga tarif yang berlaku dan pendapatan dari reduksi emisi gas karbon CER. Parameter kelayakan ekonomi meliputi: 1. Benefit Cost Ratio BCR = PV dari manfaat PV dari biaya capital dan O 2. Net Present Value NPV = PV Benefit – PV Cost 3. Internal Rate Of Return IRR = I ′ + NPV ′ NPV ′ − NPV′′ I ′′ − I′ 4. analisa sensitivitas Analisa sensitivitas dilakukan pada 3 kondisi yaitu: Cost naik 20, benefit tetap Cost tetap, benefit turun 20 Cost naik 20, benefit turun 20 3. Hasil dan Pembahasan Konsep perencanaan PLTA adalah dengan memanfaatkan debit yang berlebih pada sungai Brantas khususnya pada bendungan Karangkates. Debit yang tidak digunakan akan dialirkan melalui intake yang berbeda dengan intake PLTA sebelumnya, kemudian debit akan dialirkan menuju sistem PLTA secara sistem pengaliran aliran diversion dan akan dialirkan kembali menuju sungai Brantas. Konsep PLTA ditunjukkan pada gambar berikut: Gambar 3. Konsep Dasar PLTA Lodoyo II Berdasarkan analisa inflow harian digunakan debit desain rencana untuk desain PLTA dengan keandalan tertentu seperti pada kurva durasi aliran FDC seperti berikut: Gambar 4. Kurva Durasi Aliran Outflow Dari kurva maka dilakukanlah simulasi waduk untuk menentukan daya terpasang. Debit yang dapat digunakan untuk perencanaan PLTA adalah sebagai berikut : Tabel 2. Alternatif Debit Desain Alternatif Debit m 3 det Daya MWh 1 11,99 10.598 2 23,53 15.365 3 36,94 20.597 4 61,27 28.237 5 74,77 30.960 Maka dari perencanaan alternatif tersebut direncanakan komponen bangunan sipil, pada studi ini digunakan alternatif 4 sebagai acuan debit desain bangunan sipil, bangunan sipil yang direncanakan meliputi:

1. Bangunan Pengambilan