Pembangkit Listrik Tenaga Mikro-Hidro PLTMH

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Mikro-Hidro PLTMH

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro-Hidro merupakan pembangkit listrik tenaga air yang menghasilkan kapasitas daya yang kecil, yaitu berkisar dibawah 100 kW. Kapasitas PLTMH juga dijelaskan dalam Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia No. 2 Tahun 2012 Tentang Petunjuk Teknis Penggunaan Dana Alokasi Khusus Bidang Listrik Pedesaan Tahun Anggaran 2012, Pasal 1 Ayat 2 menyatakan bahwa “Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro, selanjutnya disingkat PLTMH adalah suatu pembangkit listrik skala kecil dengan kapasitas di bawah 1 MW yang menggunakan tenaga air sebagai sumber energinya, seperti dari saluran irigasi, sungai, atau air terjun alam, dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan head dan jumlah debit air”. Ilustrasi PLTMH dapat dilihat pada Gambar 2.1 [1]. Gambar 2.1 Bagan sebuah PLTMH Universitas Sumatera Utara 5 Tenaga air merupakan sumber tenaga listrik terpenting setelah tenaga uap atau panas. Hampir 30 dari seluruh tenaga di dunia dipenuhi oleh pusat-pusat listrik tenaga air. Total potensi teoritis PLTMH di Indonesia adalah sekitar 493 MW dengan tingkat pemanfaatan saat ini baru mencapai sekitar 21 MW atau hanya sekitar 4 dari potensi yang ada. Dengan demikian, masih cukup banyak potensi yang saat ini belum dimanfaatkan, atau bahkan belum tereksplorasi dengan baik [2]. PLTMH memerlukan dua hal pokok, yaitu debit air dan ketinggian jatuh head air untuk menghasilkan tenaga untuk memutar turbin. Perhitungan energi listrik yang dibangkitkan dapat dinyatakan secara umum sebagai Persamaan 2.1 [3]: = . . . ℎ. 2.1 Dimana: P = daya watt Q = debit air m 3 s ρ = kepadatan air 1000 kg m 3 h = Jarak tinggi air head m g = konstanta percepatan gravitasi 9,8 ms 3 = Perkalian efisiensi turbin dan generator Tenaga jatuh air akan menggerakkan turbin air, lalu turbin air menggerakkan generator dan generator menghasilkan energi listrik. Proses ini merupakan proses Universitas Sumatera Utara 6 konversi energi, menyerap energi dari bentuk ketinggian dan aliran, dan menyalurkan tenaga dalam bentuk listrik. Energi yang digunakan tidaklah semua dapat digunakan, karena ada energi yang hilang ketika proses konversi terjadi Ilustrasi alur kerja PLTA secara umum dapat dilihat pada Gambar 2.2 [4]. Gambar 2.2 Alur kerja pembangkit listrik tenaga air secara umum Berdasarkan pada Gambar 2.2, dapat dijelaskan komponen dan alur kerja pembangkit listrik tenaga air secara umum, yaitu: 1. Air ditampung pada dam atau biasa disebut dengan bendungan. Bendungan dilengkapi dengan pipa intake pintu air yang berguna sebagai tempat mengalirnya air dari bendungan menuju turbin. Bendungan juga perlu dilengkapi dengan dan saringan sampah untuk mencegah masuknya kotoran atau endapan lumpur. 2. Air dari dam dialirkan oleh pipa menuju turbin air. Diameter pipa juga sudah ditentukan agar dapat mengeluarkan debit air sesuai perhitungan. Saluran ini dibuat dengan konstruksi beton dan berjarak sedekat mungkin Universitas Sumatera Utara 7 ke turbin untuk menghemat panjang pipa. Pipa aliran air ini biasanya disebut pipa pesat penstock. 3. Air yang dialirkan menggerakkan turbin air. Aliran air akan memutar runner dan menghasilkan energi kinetik yang akan memutar poros turbin. Energi kinetik tadi disalurkan menuju generator dengan cara menyambungkan kopel turbin terhadap rotor generator. Rotor generator yang nantinya akan menginduksikan listrik ke stator. 4. Energi listrik yang dihasilkan generator mengalir menuju transmission line untuk dialirkan menuju konsumen. Biasanya, sebelum menuju transmission line, listrik yang dihasilkan generator masuk ke trafo step- up. Trafo step-up menaikkan tegangan listrik, yang bertujuan untuk menghindari rugi – rugi pada transmisi listrik menuju konsumen. Pada umumnya, PLTMH dibangun dengan sistem run off river, tidak dengan kolam tandu reservoir dimana air sungai dialihkan dengan menggunakan dam yang dibangun memotong aliran sungai, sehingga daya yang dibangkitkan tergantung dari debit air sungai. Akan tetapi biaya pembangunan run off river lebih ekonomis dibandingkan dengan sistem reservoir yang memerlukan bendungan yang besar dan area genangan yang luas. Penggunaan PLTMH memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan. Beberapa kelebihan yang didapat pada pembangunan PLTMH, yaitu sebagai berikut: Universitas Sumatera Utara 8 1. Ramah lingkungan, karena menggunakan energi terbarukan, yaitu air. Setelah air digunakan untuk menggerakkan turbin, air dibuang dan dialirkan menuju sungai kembali. Air yang dibuang tidak bersifat polutan. 2. Dapat menyediakan listrik pada desa-desa yang susah dijangkau, khususnya pada desa-desa yang memiliki aliran sungai didekatnya. 3. Pemeliharaannya mudah dan murah. 4. Dapat menggantikan ketergantungan masyarakat terhadap energi fossil, contohnya yang sering digunakan masyarakat adalah mesin diesel genset. Namun, dari beberapa kelebihannya, terdapat beberapa kekurangan dari PLTMH, yaitu: 1. Ada PLTMH yang dapat langsung menggunakan aliran sungai run off river sebagai penggerak turbinnya, tergantung kepada debit air sungai tersebut. Tetapi, apabila tidak mencukupi debitnya, maka haruslah dibangun bendungan, yang mana menambah biaya pembangunan PLTMH. 2. Sumber pembangkit PLTMH adalah air. Apabila musim kemarau, maka sumber air akan berkurang, sehingga efisiensi generator berkurang. 3. Jika jumlah pelanggan melebihi kemampuan PLTMH, maka kualitas listrik yang dihasilkan PLTMH akan menurun, dan lagi dapat membahayakan peralatan listrik. Universitas Sumatera Utara 9

2.2 Sistem Kendali Daya pada PLTMH