Cover Evaluasi Kinerja PLTMH SikabungKabung Di Desa Sukamakmur Kecamatan Kutalimbaru Kabupaten Deli Serdang Dengan Rekayasa Nilai ( Value Engineering )
TUGAS AKHIR
EVALUASI KINERJA PLTMH SIKABUNG-KABUNG DI
DESA SUKAMAKMUR KECAMATAN KUTALIMBARU
KABUPATEN DELI SERDANG DENGAN REKAYASA NILAI
( VALUE ENGINEERING )
Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana
Ekstensi (PPSE) Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
Oleh :
Wira Frandana
NIM : 120422004
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ABSTRAK
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) Sikabung-kabung
dirancang bangun oleh Yayasan Ikatan Alumni Teknik Elektro (IATE) USU dan
PT PLN serta dioperasikan saat ini oleh masyarakat desa, dengan kapasitas daya
15 kW melayani 45 rumah.
Studi ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja dengan metode Rekayasa
Nilai (Value Engineering) pada aspek analisis, perencanaan, dan ekonomi.
Hasil studi menunjukkan bahwa kapasitas daya pembangkit bisa
ditingkatkan menjadi 25 kW dengan cara menambah pengambilan debit aliran
sungai menjadi 0,7
/s, mengubah pipa pesat dengan diameter 0,6765 meter dan
generator dengan kapasitas 31 KVA.
Kata Kunci: PLTMH, Turbin Crossflow
i
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberi
karunia kesehetan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas
Akhir ini. Shalawat dan salam kepada Baginda Rasulullah Muhammad SAW yang
telah memberi keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehingga menjadi
panutan dalam menjalankan setiap aktivitas sehari-hari, karena suatu hal yang
sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah
dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan
studi pada Program Pendidikan Sarjana Ekstensi (PPSE) Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir penulis adalah:
“EVALUASI KINERJA PLTMH SIKABUNG-KABUNG DI DESA
SUKAMAKMUR KECAMATAN KUTALIMBARU KABUPATEN DELI
SERDANG DENGAN REKAYASA NILAI ( VALUE ENGINEERING )”
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak
terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena
itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-sebesarnya
kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :
1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro, Universitas Sumatera Utara dan Dosen Pembimbing penulis
dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yang telah menyumbangkan waktu,
ilmu, dan pengalamannya kepada penulis.
ii
2. Bapak Syamsul Amien, MS dan bapak Ir. Raja Harahap, MT selaku
Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan
pada penulis guna perbaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Rahmad Fauzi S.T., M.T. selaku sekretaris Departemen Teknik
Elektro, Universitas Sumatera Utara.
4. Seluruh staff pengajar dan administrasi Departemen Teknik Elektro,
Universitas Sumatera Utara.
5. Ibunda Hj. Dra. Fatmawati tercinta dan Ayahanda H. Ruslan Karmin
yang telah banyak berkorban, memberikan motivasi, semangat, dan
nasehat, beserta saudara-saudari tersayang: Widya Framitha, Riska
Arafiani, Abangda M. Qarinur ST, MEng, Rahmah Arafah, Siti Sitara
Amilia yang selalu mendoakan dan mendukung penulis.
6. Orantua Wali selama di Medan Ibu Khairunnisah M.SPd dan Bapak Ir.
Abdul Mutalib.
7. Rekan-rekan Konversi Energi Ekstensi 2012: Abangda Asrianto, Fitria
Anggraini, Pak Aji, Syukron Hamdi Nasution, Handika Roberto
Nainggolan, Rido Sanjaya Tamba, Antonius Silaban, Sojen Manurung,
Amsal Sinaga, Rena Tarigan, dkk.
8. Rekan-rekan Konversi Energi Ekstensi 2010 dan 2013.
Penulis sadar betul bahwa hanya Yang Maha Pencipta Yang Tiada
Bandingannya saja lah yang menyandang predikat Maha Sempurna, maka kritik
dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Semoga Tugas
Akhir ini dapat bermanfaat bagi saya pribadi khususnya dan bagi pembaca.
iii
Bermanfaat bagi ilmu pengetahuan dan teknologi, juga bagi kejayaan umat
manusia sekarang, dan seterusnya di masa-masa yang akan datang.
Medan,
September 2015
Penulis
Wira Frandana
NIM:120422004
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK ......................................................................................................................i
KATA PENGANTAR .................................................................................................. ii
DAFTAR ISI ................................................................................................................. v
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL .......................................................................................................ix
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................................................ 2
1.3 Manfaat dan Tujuan............................................................................................ 2
1.4 Batasan Masalah ................................................................................................. 3
1.5 Metode Penulisan ............................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan ......................................................................................... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Value Engineering ........................................................................... 5
2.2. Sejarah Value Engineering ................................................................................ 5
2.3. Tujuan Value Engineering................................................................................. 6
2.4. Waktu Penerapan Value Engineering................................................................ 6
2.5. Teknik Value Engineering................................................................................. 7
2.6 Rencana Kerja Value Engineering .................................................................... 8
v
2.7
Tahap Analisis Fungsi ..................................................................................... 10
2.7.1 Pengertian Fungsi................................................................................... 10
2.7.2 Diagram FAST ....................................................................................... 10
2.8 Tahap Kreatif (Creative Phase) ....................................................................... 10
2.9 Fase Evaluasi/Analisi ....................................................................................... 11
2.10 Fase Pengembangan/Rekomendasi ................................................................ 11
2.11 Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) .................... 11
2.12 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ................................. 15
2.13 Komponen-komponen PLTMH ..................................................................... 16
2.14 Jenis-jenis Turbin ........................................................................................... 16
2.15 Daya Energi Listrik ........................................................................................ 19
2.16 Klasifikasi PLTMH ........................................................................................ 20
2.17 Manfaat PLTMH ............................................................................................ 20
III. KONDISI UMUM PLTMH SIKABUNG-KABUNG
3.1 Kondisi Geografis.............................................................................................. 22
3.2 Peta Lokasi PLTMH Sikabung-kabung ............................................................ 22
3.3 Kondisi Masyarakat ........................................................................................... 24
3.4 Kondisi Hidroklimatologi.................................................................................. 24
3.4.1 Sungai .................................................................................................... 24
3.4.2 Kualitas Air ............................................................................................ 24
vi
3.5 Data Curah Hujan .............................................................................................. 25
3.6 Data Pengukuran Debit Air ............................................................................... 26
3.7 Potensi Sumber Daya Air di Desa Sukamakmur................................................ 27
3.8 Energi Daya Listrik PLTMH Sikabung-kabung ............................................... 28
3.8 PLTMH Sikabung-kabung ................................................................................ 28
3.9 Kondisi Komponen-komponen PLTMH ........................................................... 29
3.9.1 Bendung Pengalih ................................................................................. 29
3.9.2 Saluran Pembawa Air ........................................................................... 30
3.9.3 Saluran Pembuang ................................................................................ 31
3.9.4 Bak Penenang........................................................................................ 31
3.9.5 Pipa Pesat (Penstock) ............................................................................ 32
3.9.6 Rumah Pembangkit ............................................................................... 33
3.9.7 Turbin dan Generator ............................................................................ 33
IV. ANALISA DAN PERENCANAAN ENERGI DAYA LISTRIK
4.1 Debit Air yang digunakan ................................................................................. 35
4.2 Perhitungan Pipa pesat ...................................................................................... 36
4.3 Perencanaan Turbin ........................................................................................... 37
4.4 Transmisi Sabuk ................................................................................................ 41
4.5 Generator ........................................................................................................... 42
4.6 Daya Keluaran Turbin ....................................................................................... 42
vii
4.7 Manajemen Kebutuhan Energi Listrik .............................................................. 46
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 48
5.2 Saran .................................................................................................................. 48
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Langkah-langkah proses Value Engineering ........................................ 8
Gambar 2.2 Skema Cara Kerja PLTMH ................................................................. 15
Gambar 3.1 Peta Lokasi PLTMH Sikabung-kabung............................................... 23
Gambar 3.2 Grafik Curah Hujan Bulanan ............................................................... 26
Gambar 3.3 Bendung Pengalih ................................................................................ 30
Gambar 3.4 Saluran Pembawa Air .......................................................................... 31
Gambar 3.5 Saluran Pembuang ............................................................................... 31
Gambar 3.6 Bak Penenang ...................................................................................... 32
Gambar 3.7 Pipa Pesat.............................................................................................. 33
Gambar 3.8 Rumah Pembangkit ............................................................................. 34
Gambar 3.9 Turbin dan Generator .......................................................................... 35
Gambar 4.1 Jenis Penggunaan (Seleksi) Turbin ..................................................... 41
Gambar 4.2 Transmisi Sabuk .................................................................................. 42
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Jenis Pembangkit Tenaga Air dan Kapasitasnya................................... 20
Tabel 3.1
Data Curah Hujan Bulanan 10 Tahun Terakhir .................................... 25
Tabel 3.2
Tabel Pengukuran Debit Air Tahun 2012 ............................................. 26
Tabel 3.3
Tabel Pengukuran Debit Air Tahun 2015 ............................................. 27
Tabel 3.4 Kapasitas Daya PLTMH Sikabung-kabung ........................................... 28
Tabel 3.5
PLTMH Sikabung-kabung ..................................................................... 2
x
EVALUASI KINERJA PLTMH SIKABUNG-KABUNG DI
DESA SUKAMAKMUR KECAMATAN KUTALIMBARU
KABUPATEN DELI SERDANG DENGAN REKAYASA NILAI
( VALUE ENGINEERING )
Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana
Ekstensi (PPSE) Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
Oleh :
Wira Frandana
NIM : 120422004
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ABSTRAK
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) Sikabung-kabung
dirancang bangun oleh Yayasan Ikatan Alumni Teknik Elektro (IATE) USU dan
PT PLN serta dioperasikan saat ini oleh masyarakat desa, dengan kapasitas daya
15 kW melayani 45 rumah.
Studi ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja dengan metode Rekayasa
Nilai (Value Engineering) pada aspek analisis, perencanaan, dan ekonomi.
Hasil studi menunjukkan bahwa kapasitas daya pembangkit bisa
ditingkatkan menjadi 25 kW dengan cara menambah pengambilan debit aliran
sungai menjadi 0,7
/s, mengubah pipa pesat dengan diameter 0,6765 meter dan
generator dengan kapasitas 31 KVA.
Kata Kunci: PLTMH, Turbin Crossflow
i
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberi
karunia kesehetan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas
Akhir ini. Shalawat dan salam kepada Baginda Rasulullah Muhammad SAW yang
telah memberi keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehingga menjadi
panutan dalam menjalankan setiap aktivitas sehari-hari, karena suatu hal yang
sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah
dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan
studi pada Program Pendidikan Sarjana Ekstensi (PPSE) Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir penulis adalah:
“EVALUASI KINERJA PLTMH SIKABUNG-KABUNG DI DESA
SUKAMAKMUR KECAMATAN KUTALIMBARU KABUPATEN DELI
SERDANG DENGAN REKAYASA NILAI ( VALUE ENGINEERING )”
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak
terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena
itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-sebesarnya
kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :
1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro, Universitas Sumatera Utara dan Dosen Pembimbing penulis
dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yang telah menyumbangkan waktu,
ilmu, dan pengalamannya kepada penulis.
ii
2. Bapak Syamsul Amien, MS dan bapak Ir. Raja Harahap, MT selaku
Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan
pada penulis guna perbaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Rahmad Fauzi S.T., M.T. selaku sekretaris Departemen Teknik
Elektro, Universitas Sumatera Utara.
4. Seluruh staff pengajar dan administrasi Departemen Teknik Elektro,
Universitas Sumatera Utara.
5. Ibunda Hj. Dra. Fatmawati tercinta dan Ayahanda H. Ruslan Karmin
yang telah banyak berkorban, memberikan motivasi, semangat, dan
nasehat, beserta saudara-saudari tersayang: Widya Framitha, Riska
Arafiani, Abangda M. Qarinur ST, MEng, Rahmah Arafah, Siti Sitara
Amilia yang selalu mendoakan dan mendukung penulis.
6. Orantua Wali selama di Medan Ibu Khairunnisah M.SPd dan Bapak Ir.
Abdul Mutalib.
7. Rekan-rekan Konversi Energi Ekstensi 2012: Abangda Asrianto, Fitria
Anggraini, Pak Aji, Syukron Hamdi Nasution, Handika Roberto
Nainggolan, Rido Sanjaya Tamba, Antonius Silaban, Sojen Manurung,
Amsal Sinaga, Rena Tarigan, dkk.
8. Rekan-rekan Konversi Energi Ekstensi 2010 dan 2013.
Penulis sadar betul bahwa hanya Yang Maha Pencipta Yang Tiada
Bandingannya saja lah yang menyandang predikat Maha Sempurna, maka kritik
dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Semoga Tugas
Akhir ini dapat bermanfaat bagi saya pribadi khususnya dan bagi pembaca.
iii
Bermanfaat bagi ilmu pengetahuan dan teknologi, juga bagi kejayaan umat
manusia sekarang, dan seterusnya di masa-masa yang akan datang.
Medan,
September 2015
Penulis
Wira Frandana
NIM:120422004
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK ......................................................................................................................i
KATA PENGANTAR .................................................................................................. ii
DAFTAR ISI ................................................................................................................. v
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL .......................................................................................................ix
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................................................ 2
1.3 Manfaat dan Tujuan............................................................................................ 2
1.4 Batasan Masalah ................................................................................................. 3
1.5 Metode Penulisan ............................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan ......................................................................................... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Value Engineering ........................................................................... 5
2.2. Sejarah Value Engineering ................................................................................ 5
2.3. Tujuan Value Engineering................................................................................. 6
2.4. Waktu Penerapan Value Engineering................................................................ 6
2.5. Teknik Value Engineering................................................................................. 7
2.6 Rencana Kerja Value Engineering .................................................................... 8
v
2.7
Tahap Analisis Fungsi ..................................................................................... 10
2.7.1 Pengertian Fungsi................................................................................... 10
2.7.2 Diagram FAST ....................................................................................... 10
2.8 Tahap Kreatif (Creative Phase) ....................................................................... 10
2.9 Fase Evaluasi/Analisi ....................................................................................... 11
2.10 Fase Pengembangan/Rekomendasi ................................................................ 11
2.11 Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) .................... 11
2.12 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ................................. 15
2.13 Komponen-komponen PLTMH ..................................................................... 16
2.14 Jenis-jenis Turbin ........................................................................................... 16
2.15 Daya Energi Listrik ........................................................................................ 19
2.16 Klasifikasi PLTMH ........................................................................................ 20
2.17 Manfaat PLTMH ............................................................................................ 20
III. KONDISI UMUM PLTMH SIKABUNG-KABUNG
3.1 Kondisi Geografis.............................................................................................. 22
3.2 Peta Lokasi PLTMH Sikabung-kabung ............................................................ 22
3.3 Kondisi Masyarakat ........................................................................................... 24
3.4 Kondisi Hidroklimatologi.................................................................................. 24
3.4.1 Sungai .................................................................................................... 24
3.4.2 Kualitas Air ............................................................................................ 24
vi
3.5 Data Curah Hujan .............................................................................................. 25
3.6 Data Pengukuran Debit Air ............................................................................... 26
3.7 Potensi Sumber Daya Air di Desa Sukamakmur................................................ 27
3.8 Energi Daya Listrik PLTMH Sikabung-kabung ............................................... 28
3.8 PLTMH Sikabung-kabung ................................................................................ 28
3.9 Kondisi Komponen-komponen PLTMH ........................................................... 29
3.9.1 Bendung Pengalih ................................................................................. 29
3.9.2 Saluran Pembawa Air ........................................................................... 30
3.9.3 Saluran Pembuang ................................................................................ 31
3.9.4 Bak Penenang........................................................................................ 31
3.9.5 Pipa Pesat (Penstock) ............................................................................ 32
3.9.6 Rumah Pembangkit ............................................................................... 33
3.9.7 Turbin dan Generator ............................................................................ 33
IV. ANALISA DAN PERENCANAAN ENERGI DAYA LISTRIK
4.1 Debit Air yang digunakan ................................................................................. 35
4.2 Perhitungan Pipa pesat ...................................................................................... 36
4.3 Perencanaan Turbin ........................................................................................... 37
4.4 Transmisi Sabuk ................................................................................................ 41
4.5 Generator ........................................................................................................... 42
4.6 Daya Keluaran Turbin ....................................................................................... 42
vii
4.7 Manajemen Kebutuhan Energi Listrik .............................................................. 46
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 48
5.2 Saran .................................................................................................................. 48
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Langkah-langkah proses Value Engineering ........................................ 8
Gambar 2.2 Skema Cara Kerja PLTMH ................................................................. 15
Gambar 3.1 Peta Lokasi PLTMH Sikabung-kabung............................................... 23
Gambar 3.2 Grafik Curah Hujan Bulanan ............................................................... 26
Gambar 3.3 Bendung Pengalih ................................................................................ 30
Gambar 3.4 Saluran Pembawa Air .......................................................................... 31
Gambar 3.5 Saluran Pembuang ............................................................................... 31
Gambar 3.6 Bak Penenang ...................................................................................... 32
Gambar 3.7 Pipa Pesat.............................................................................................. 33
Gambar 3.8 Rumah Pembangkit ............................................................................. 34
Gambar 3.9 Turbin dan Generator .......................................................................... 35
Gambar 4.1 Jenis Penggunaan (Seleksi) Turbin ..................................................... 41
Gambar 4.2 Transmisi Sabuk .................................................................................. 42
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Jenis Pembangkit Tenaga Air dan Kapasitasnya................................... 20
Tabel 3.1
Data Curah Hujan Bulanan 10 Tahun Terakhir .................................... 25
Tabel 3.2
Tabel Pengukuran Debit Air Tahun 2012 ............................................. 26
Tabel 3.3
Tabel Pengukuran Debit Air Tahun 2015 ............................................. 27
Tabel 3.4 Kapasitas Daya PLTMH Sikabung-kabung ........................................... 28
Tabel 3.5
PLTMH Sikabung-kabung ..................................................................... 2
x