Keywoods : Perencanaan Pembangkit Tenaga Mikro Hidro

  Panggung Kabupaten Tanggamus

STUDI PERENCANAAN PEMBANGKIT TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH) DI

DESA AIR BAKOMAN KECAMATAN PULAU PANGGUNG KABUPATEN

  

TANGGAMUS

Sarwo Styotomo

Dosen Fakultas Teknik Universitas Sang Bumi Ruwa Jurai

ABSTRAK

  

Desa air Bakoman Kecamatan Pulau Panggung Lampung Selatan adalah desa definitif yang terletak 10 KM dari kota

kecamatan dengan jumlah penduduk 730 KK atau kurang lebih 4380 jiwa. Desa Air Bakoman merupakan salah satu desa

penghasil kopi dan lada di Propinsi Lampung, yang terletak dilereng gunung rendingan. Mata pencaharian didesa itu

bertani, dimana lebih kurang 75 % areal yang digarap oleh para petani dan selebihnya merupakan hutan lindung,

sehingga kecil kemungkinan untuk memperluas daerah perkebunan baru.Dengan adanya potensi tenaga air yang tersebar

luas di seluruh wilayah indonesia dan kebutuhan ada nya tenaga listrik di tempat – tempat yang belum terjangkau oleh

jaringanlistrik PLN, merupakan pendorong yang kuat kearah pengembangan potensi mikro hidro

  _____________________________________________________

  Keywoods : Perencanaan Pembangkit Tenaga Mikro Hidro PENDAHULUAN

  a. Tujuan nasional, yaitu khususnya memajukan kesejahteraan umum dan Indonesia adalah negara yang meningkatan kecerdasan bangsa. kaya akan potensi sumber daya alam,

  b. Trilogi Pembangunan, yaitu yang dapat memenuhi seluruh khususnya dalam hal perataan kebutuhan hidup manusia dalam pembangunan dan hasil-hasilnya. berbagai aspek kehidupan, salah satu

  c. Kebijakan umum bidang eenergi dari potensi sumber daya alam yang

  dalam rangka mengurangi

  dapat di manpaat kan oleh manusia

  ketergantungan pada sumber energi adalah potensi tenaga air. minyak bumi dan memanfaatkan

  Dengan adanya potensi tenaga air

  secara otimal sumber-sumber daya

  yang tersebar luas di seluruh wilayah energi nasional non minyak. indonesia dan kebutuhan ada nya tenaga

  Desa air Bakoman Kecamatan

  listrik di tempat – tempat yang belum

  Pulau Panggung Lampung Selatan adalah

  terjangkau oleh jaringanlistrik PLN,

  desa definitif yang terletak 10 KM dari

  merupakan pendorong yang kuat kearah

  kota kecamatan dengan jumlah penduduk

  pengembangan potensi mikro hidro 730 KK atau kurang lebih 4380 jiwa.

  Pengembangan dari pembangkit

  Desa Air Bakoman merupakan salah satu

  listrik tenaga air kecil tersebut harus

  desa penghasil kopi dan lada di Propinsi

  tetap merupakan bagian yang tidak

  Lampung, yang terletak dilereng gunung

  dapat terpisah kan dari pembangunan

  rendingan. Mata pencaharian didesa itu

  sistem kelistrikan nasional,sehingga

  bertani, dimana lebih kurang 75 % areal

  pengembangan listrik sepenuhnya

  yang digarap oleh para petani dan

  dilaksanakan dalam rangka pola

  selebihnya merupakan hutan lindung,

  pembangunan kelistrikan nasional

  sehingga kecil kemungkinan untuk

  berdasarkan kebijakan- kebjakan sebagai memperluas daerah perkebunan baru. berikut :

  Panggung Kabupaten Tanggamus Sampai saat ini ke desa Air Bakoman belum masuk jaringan listrik

  PLN, yang ada hanya pembangkit listrik tenaga diesel dan kincir air dengan daya yang dihasilkan sangat tebatas dan tidak dapat memenuhi kebutuhan seluruh masyarakat desa Air Bakoman. Mengingat dan mengkaji sangat diperlukannya tenagalistrik di desa Air Bakoman untuk menunjang berbagai aktifitas maka penulis mencoba untuk merencanakan pemanfaatan potensi tenaga air yang ada untuk pembangkit listrik tenaga air kecil dengan kapasitas daya yang lebih besar agar kebutuhan daya listrik di desa Air Bakoman daoat terpenuhi dengan kebutuhan masyarakat.

  Dalam perencanaan pembangkit listrik tenaga mikro hidro (PLTMH) ini tentunya mencakup banyak masalah dan kondisi serta koordinasi yang rumit. Untuk membatasi masalah tersebut peneliti hanya dapat membahas mengenai data yang ada dan daya yang dapat dibangkitkan menurut teori dan data yang ada dilapangan.

  Potensi tenaga air dan pemanfaatannya pada umumnya berlainan, bila dibandingkan dengan penggunaan tenaga berasal dari misalnya bahan bakar fosil.

  Pertama, sumber tenaga air secara teratur dibangkitkan kembali karena pemanasan lautan oleh penyinaran matahari, sehingga merupakan suatu sumber yang secara siklis diperbaharui. Oleh karena itu tenaga air disebut sebai suatu sumber daya energi yang terbaharui.

  Kedua, potensi secara keseluruhan dari pada tenaga air relatif kecil bila dibandingkan dengan jumlah sumber bahan bakar fosil, sekalipun misalnya seluruh potensi tenaga air ini dikembangkan sepenuhnya.

  Ketiga, penggunaan tenaga air pada umumnya merupakan pemanfaatan multiguna, karena dikaitkan dengan irigasi, pengendalian banjir, perikanan, rekreasi dan navigasi. Bahkan sering terjadi bahwa pembangkitan tenaga listrik hanya merupakan manfaat samping, dengan misalnya irigasi atau pengendalian banjir, sebagai penggunaan utama.

  Keempat, pembangkitan listrik dari tenaga air dilakukan tanpa ada perubahan suatu proses pembakaran bahan bakar. Karenanya, mesin-mesin hidro mempunyai masa manfaat yang biasanya lebih lama dari pada mesin- mesin termis.

  Pada dasarnya dapat dikemukakan adanya tiga faktor utama dalam penentuan pemakaian suatu potensi sumber tenaga air bagai pembangkitan tenaga listrik yaitu :

  a. Jumlah air yang tersedia, yang merupakan fungsi dari jatuh air dan jatuh salju.

  b. Tinggi terjun yang dapat dimanfaatkan hal mana tergantung dari topograpis daerah tersebut.

  c. Jarak lokasi yang dimanfaatkan terhadap adanya pusat-pusat beban atau jaringan transmisi. Pada sungai itu, dijarak nol, tinggi sungai adalah H. Lengkungan (A) memperlihatkan fungsi tersebut dari sebuah sungai yang “ideal”, yang murni lereng sebuah gunung menurun secara teratur. Dalam kenyataannya tidaklah demikian adanya. Biasanya lebih mendekati bentuk menurun lengkung (B), yaitu bentuk sebuah sungai “biasa”, yang ada pada titik C mempunyai sebuah air terjun dan titik D sebuah danau.

  Panggung Kabupaten Tanggamus Prinsip Pembangkitan Tenaga Air

  Secara teori energi potensi dapat dilihat dari persamaan : E = m . g . h ……………………(1) Dimana : E = energi potensial; m = massa; g = percepatan grafitasi; h = tinggi relatif terhadap permukaan bumi Dari rumus diatas dapat ditulis dE = dM . g . h …………………(2) Bilamana dE merupakan energi yang dibangkitkan oleh elemen massa dm yang melalui jarak h. Bilamana didefinisikan Q sebagai debit air menurut rumus berikut : Q = dm / dt ………………………..(3) Dengan : Q = debit air; dm = elemen massa air; dt = elemen waktu Maka dapat ditulis : P = dE /dt=dm/dt.g.h ………….(4)

  = Q . g . h Atau P = Q . g . h ………….(5) Dengan memperhitungkan efisiensi sistem dapat ditulis : P = eff . g . Q . h ………………………(6)

  Dimana : P = daya dibangkitkan eff = effisiensi; g = grafitasi; h = tinggi terjun

  Sebagaimana dapat dipahami dari persamaan diatas daya yang dihasilkan adalah hasil dari tinggi jatuh dan debit air, oleh karena itu berhasilnya pembangkitan tenaga air tergantung dari pada usaha untuk mendapatkan tinggi jatuh air dan debit yang besar secara efektif dan skonomis. Pada umumnya debit yang besar membutuhkan fasilitas dengan ukuran yang besar untuk, misalnya : bangunan ambil air (intake).

  Saluran air dan turbin, oleh karena itu tinggi jatuh yang besar dengan sendirinya lebih murah, di hulu sungai dimana pada umumnya kemiringan dasar sungai lebih curam akan mudah diperoleh tinggi jatuh yang besar. Sebaliknya disebelah hilir sungai, tinggi jatuh rendah dan debit yang besar. Oleh karena itu bagian hulu sungai lebih ekonomis, sedangkan bagian hilirnya kurang ekonomis memingat tinggi jatuhnya yang kecil dan debit yang besar tadi. Lagi pula dibagian hilir tersebut penduduknya padat, sehingga akan timbul masalah pemindahan penduduk, dan karena itu banyak hal yang tak dapat dihindari tambahnya biaya untuk konstruksi.

  Pengukuran Debit Air

  Berdasarkan pengalaman ternyata bahwa jumlah air yang tersedia selalu kurang dari jumlah yang diperkirakan semula. Untuk menghindari hal tersebut, perlu dilakukan pengukuran debit airdalam jangka waktu yang panjang dengan memperhitungkan bahwa swringkali terdapat perbedaan besar antara musim kemarau dan musim hujan. Sebagai titik tolak perhitungan pembangkit tenaga listrik, debit air yang akan kita pergunakan dapat dipakai debit minimal, dimana kerugiannya terjadi pada musim hujan air akan melimpah terbuang tanpa termanfaatkan, tapi jika instalasi di rencanakan berdasarkan nilai rata-rata debit yang diukur, maka kerugiannya terjadi pada musim kering sebab persediaan air yang menyebabkan turbin akan berjalan dengan daya guna yang lebih rendah. Berpegangan dari kedua hal tersebut diatas, maka yang terpenting adalah bahwa debit yang akan

  Panggung Kabupaten Tanggamus

  dipergunakan perlu diketahui dengan tepat.

• Mistar kayu yang panjang dan lurus
• Mistar ukur lipat
• Water pas
• 2 buah patok
• Mistar panjang

  Adapun metode pengukurannya yaitu dengan mengukur kecepatan arus dan menentukan profil penampang melintang saluran. Prinsipnya sederhana sekali, kita lemparkan sebuah pelampung kedalam air, kemudian kita ukur dalam beberapa detik suatu jarak tertentu di tempuh. Dihubungkan dengan suatu propil saluran sehingga kita bisa mendapatkan debitnya. Harus kita usahakan sedapat mungkin pengukuran dilakikan pada sebagian saluran yang lurus dengan propil yang dikira-kira tetap.

  Kita tandai suatu trayek tertentu sepanjang saluran (dalam meter), dititik pengukuran pertama (a) kearah hulu kita lemparkan pelampung kedalam air, kemudian kita ukur waktu yang diperlukan pelampung itu untuk sampai ke titik (b) dalam detik. Dari pengukuran itu kita dapatkan kecepatan arus dalam m/det. Perlu kita perhatikan bahwa percepatan arus permukaan lebih cepat dari arus kecepatan arus dasar.

  Aturan untuk trayek : Kecepatan arus rata-rata 80 % dari arus permukaan. Ukurlah propil saluran titik (a) dan titik (b) jika mungkin dititik lain sepanjang trayek. Karena pada akhirnya yang dipersoalkan adalah kecepatan pada propil rata-rata.

  Pengukuran Selilsih Tinggi Permukaan Air (head) Metode Pengukuran Selisih Tinggi Permukaan I

  Alat-alat yang digunakan :

  Cara ini sangat sederhana sekali, tetapi banyak menyita waktu. Pelaksanaannya dapat dilihat seperti gambar 3 dimana trayek / jalan dilampaui secara bertahap dengan cara yang telah ditentukan, sehingga dihasilkan selisih permukaan. Htot = -H1 + H2 + H3 + ………H6 Bersamaan dengan itu diukur pula jarak L1 …………….. L2 untuk menentukan panjang pipa pemasukan. Metode ini kurang praktis untuk daerah yang berbukit landai, karena harus melakukan pengukuran yang banyak.

  Metode Pengukuran Selisih Tinggi Permukaan 2

  Alat-alat yang digunakan :

  Pelaksanaannya dapat dilihat seperti gambar 4, dimana pengukurannya dimulai dari titik terendah yang dipasang dengan pertolongan dua buah tonggak dan water pas mistar secara horizontal.

  Dengan mengamati melalui mistar , bidiklah sebuah titik yang sejajar dengan mistar ditempat yang lebih tinggi kemudian dengan cara yang sama dari titik tersebut kita melakukan pengukuran lagi dan demikian seterusnya. Htot = -H1 + H2 + H3 dan seterusnya

  Metode ini kurang tepat (kurang teliti), tetapi dalam beberapa hal metode ini dapat diperbaiki sendiri dengan memasang alat pembidik pada mistar. Bersamaan dengan itu diukur pula L1 ……… L2 dan seterusnya.

• Mistar pengukur
• Water pas
• Beberapa tonggak dari bambu

• Mistar ukur lipat
• Selang dari plastik yang tembus pandang
• Pita pengukur
• Water pas tangan

  Pekerjaan Teknik Mesin

  Pekerjaan Teknik Elektro

  f. Perhitungan lenturan statis maksimum poros.

  e. Perhitungan perputaran kritis poros.

  d. Pemeriksaan kembali kekuatan instalasi turbin air, termasuk didalamnya adalah pipa pesat, porostransmisi (poros turbin dan poros keluar roda gigi).

  c. Daya dari sistem.

  b. Perencanaan instalasi turbin, yang termasuk didalamnya adalah kerugian instalasi turbin air dan sistem transmisi turbin.

  Pekerjaan teknik mesin ini terdiri dari : a. Perencanaan turbin air , dimana yang termasuk didalamnya adalah pemilihan jenis turbin, ukuran- ukuran turbin, perencanaan sudut putar, perencanaan sudut pengarah dan perhitungan kekuatan.

  Didalam merencanakan pekerjaan teknik ini terjadi dalam tiga bagian yang meliputi :

  Merencanakan Pekerjaan Teknik

• Air Selang diisi penuh dengan air (jangan sampai ada gelembung udara) dan peganglah salah satu ujungnya dekat dengan permukaan tanah (pada titik A). Salah seorang pembantu membawa ujung selang yang satu lagi kearah turun sedemikian rupa sehingga air dititik A tepat tidak melimpah dari selang. Ukur jarak / tinggi H antara permukaan yang sama tinggi dititik B dengan tanah. Untuk lebih memudahkan bila di B dipasang tonggak berskala yang dapat digeser. Dengan cara ini kita melakukan pengukuran berkali-kali sampai pada titik terendah.

  Selisih tinggi permukaan total diperoleh dengan mengalikan antara jarak permukaan tanah mata pengukur dengan hasil jumlah pengukur terakhir tidak tepat, jika hal tersebut terjadi maka pengukuran dilakukan pada posisi jongkok.

  Data yang harus diketahui yaitu antara mata sipengukur dengan permukaan tanah. Pelaksaannya dapat dilihat pada gambar 6, dimana jika kita ambil / membidikkan water pas tersebut, maka kita akan melihat sebuah indikator untuk menentukan horizontal atau tidaknya alat yang bersangkutan dengan sepasang benang silang.

  Alat-alat yang digunakan :

  Metode Pengukuran Selisih Tinggi Permukaan 4

  Alat-alat yang digunakan :

  Panggung Kabupaten Tanggamus Metode Pengukuran Selisih Tinggi Permukaan 3

  Pekerjaan teknik elektro terdiri dari : a. Perencanaan jaringan distribusi listrik termasuk didalamnya adalah, sistem yang dipergunakan, penggambaran situasi perencanaan jaringan, pemakaian hantaran dan konfigurasinya, perhitungan parameter saluran, pemakaian tiang dan komponannya (jenis dan ukuran tiang, pemakaian dan pemasangan isolator, jarak gawang dan

  Panggung Kabupaten Tanggamus

  andongan), peramalan tegangan dan pertanahan.

  b. Perencanaan sistem pengaturan dan proteksi, yang termasuk didalamnya adalah perencanaan pengaturan frekuensi dengan beban komplemen, perencanaan perlengkapan hubung bagi (pemilihan pemisah, perencanaan panel dan lemari hubung bagi), proteksi terhadap hilangnya beban, penempatan peralatan listrik.

  Pemilihan Turbin

  Turbin adalah suatu mesin penggerak, dimana energi fluida kerja dipergunakan langsung untuk memutar rotor turbin (runner). Adapun fluida kerjanya bisa berupa uap, gas atau air. Jadi turbin air adalah mesin penggerak yang menggunakan energi potensial air sebagai fluida kerjanya. Secara garis besar turbin air dikelompokkan menjadi dua golongan utama yaitu turbin impuls dan turbin reaksi.

  Turbin Impuls

  Turbin ini dibuat sedemikian rupa sehingga runner bekerja karena aliran air, disini beda tinggi diubah menjadi kecepatan. Yang khas dari jenis ini adalah turbin pelton, dengan memasang mangkok pada keliling rotor (runner) dari mulut nozzel.

  Turbin Reaksi

  Turbin reaksi dibuat sedemikian rupa sehingga rotor belerja pada aliran air dengan tinggi terjun karena tekanan. Yang termasuk jenis ini adalah turbin Francis, turbin aliran diagonal (propeller turbin). Turbin Francis adalah turbin dimana air mengalir ke rotor dengan arah radial dan keluar dengan arah aksial

  ; perubahan terjadi sambil melewati rotor dengan arah diagonal menuju ke poros. Turbin baling-baling adalah turbin dimana air melewati rotor dengan arah aksial. Turbin dimana air melewati rotor dengan pompa denganmembalik arah putaran rotor dinamakan turbin pompa balik (reversible pump turbine). Turbin jenis ini terbagi atas Francis, janis aliran diagonal dan jenis baling-baling, sesuai dengan konstruksi rotornya diagonal menuju ke poros.

  Konstruksi Turbin Air Turbin Pelton

  Turbin pelton dipakai untuk tinggi terjun (head) yang tinggi, sekarang jenis poros mendatar adalah yang banyak dipakai. Rotor pada turbin pelton dilengkapi dengan mangkok yang terpasang disekeliling piringannya. Mangkuk-mangkuk tersebut menerima semprotan air dari mulut-mulut pancaran (ridge) yang terdapat ditengah mangkuk ini mengalihkan tenaga imluls yang didpatnya pada piringan.

  Ada dua macam mangkuk yaitu yang terpasang pada piringan dengan baut dan dicor menjadi satu dengan piringan. Sebuah jarum dipasang pada pusat mulut pancaran untuk mengatur jumlah aliran air yaitu dengan menggerakkan maju dan mundur dan untuk mengisi lubang keluar dari mulut pancaran ini digerakkan oleh pengatur kecepatan (speed governer) sesuai dengan perubahan beban.

  Deflaktor adalah alat untuk membelokkan pancaran air yang dipasang antara mulut pancaran dan rotor. Bila beban tiba-tiba dibuat (rejected), deflaktor secara tiba-tiba manghalangi pancaran air, kemudian tempat keluar mulut pancaran perlahan- lahan disumbat oleh jarumnya.

  Panggung Kabupaten Tanggamus

  Kenaikkan kecepatan turbin air dan kenaikkan tekanan pada pipa pesat dikendalikan oleh sebuah katup kecil.

  Turbin Francis

  Turbin Francis biasanya dipakai untuk berbagai keperluan dengan tinggi terjun menengah Rumah siput (scroll) dibuat dari plat baja cor atau besi cor, sesuai dengan tinggi terjun dan kapasitasnya serta bertugas menahan bagian terbesar dari beban tekanan hidrolik yang diterima oleh turbin. Tekanan selebihnya ditahan oleh kukuh (stay vane) atau cincin kukuh (stay ring). Sudut-sudut antara (guide vane) diatur disekeliling luar rotor (runner) dan mengatur daya keluar (out put) turbin dengan mengubah-ubah bukaannya dengan perubahan beban melalui suatu mekanisme pengatur. Bentuk rotor berbeda-beda, disesuaikan dengan perubahan beban, melalui suatu mekanisme pengaturan. Bentuk rotor berbeda-beda sesuai dengan kecepatan jenisnya (specific speed).

  Turbin Aliran Diagonal

  Turbin aliran diagonal dipakai untuk tinggi terjun yang tinggi, turbin ini mempunyai sudut rotor yang dapat digerakkan (diputar menurut sumbu masing-masing) seperti turbin baling- baling. Turbin aliran diagonal dilengkapi dengan pengatur bilah (blade) sudut secara otomatis dan hidrolik disebut juga turbin deriaz. Konstruksinya mirip turbin baling-baling.

  Turbin Baling-Baling

  Turbin baling-baling dipakai untuk tinggi terjun yang rendah. Turbin baling-baling digolongkan menjadi dua menurut konstruksi bilah rotornya, yaitu turbin baling-baling dengan sudutnya yang dapat digerakkan secara otomatis dan hidrolik. Sudut rotor pada turbin kaplan mempunyai konstruksi yang dapat digerakkan (menurut sumbunya) dan dapat merubah arah sudut bilahnya dengan tangan (manual) atau otomatis sesuai dengan pembukaansudut antarnya. Hubungan antara pembukaan sudut antar dan sudut bilah rotor biasanya dipertahankan oleh alat penghubung (cam) daya guna (eficiency) yang tinggi.

  Ada lagi turbin baling-baling macam lain yang disebut turbin tabung yang dipakai untuk terjun yang rendah sekali. Turbin ini mempunyai rumah berupa slinder, sehingga aliran air mengalir melalui arah aksial pada selubung slindrer. Turbin jenis ini kebanyakan berjenis poros mendatar dan bagian peralatannya dipasang pada suatu mulai dari tempat masuk turbin sampai pada tempat keluarnya pada pipa lepas. Katup tempat masuk rotor dan generatornya dirangkaikan langsung dengan turbin, pipa lepas dan lilin sebagainya. Beberapa dari turbin jenis ini diperlengkapi dengan roda gigi percepatan yang erpasang antara kkopling turbin air dan generator, sehingga generator berwujud pampat.

  Turbin Crossflow

  Turbin crossflow adalah bentuk mutakhir dari kincir tradisional buatan poncelet. Seperti halnya turbin pelton dan turbin turgo, turbin crossflow termasuk jenis turbin impuls. Penemunya adalah A.G.M. Michell, seorang teknikus Inggris – Australia yang kemudian mematenkan hasil penemuannya yaitu pada tahun 1903. Dua tahun kemudian Ossberger mulai memproduksi penemuan tersebut.

  Turbin ini terdiri dari tiga bagian utama, yaitu roda jalan, alat pengarah dan rumah turbin. Dari alat pengarah pancaran air keluar tegak lurus. Roda jalan dan alat pengarah dibagi menjadi dua buah sel tegak lurus yang tidak sama perbandingan 1 : 2 . Maksudnya adalah

  Turbin ini mempunyai alat pengarah sehingga dengan demikian celah bebas dengan sudu-sudu disekeliling roda hanya sedikit. Karena itu pada keadaan beban penuh perputarannya roda terjadi sedikit kemacetan-kemacetan, yang menimbula- kan sedikit tekanan. Tekanan lebih tersebut kurang lebih hanya 6 % - nya dari tekanan kerja turbin, turbin ini termasuk golongan konstruksi turbin tekanan sama/impuls turbin.

  , tergantung kepada perbandingan lebar B / D dan besarnya kelengkungan sudu. Dalam hal ini B / D bisa sampai 3,5 dan kelengkungan sudu sampai 120 besarnya.

  sampai dengan 50 menit

  = 11 menit

  q

  didapat dari tinggi air jatuh (H) yang telah diketahui, sedangkan harga keceopatan tangensial didapat dari hubungan yang saling bergantung satu sama lain antara diameter (D) dan kecepatan putar roda turbin (n) yaitu u = D .  . n / 60 ; kecepatan spesifik terletak antara n

  1

  = 0,5 diisi bagian masuk sudu, harga kecepatan air masuk c

  1

  Bentuk sudu dengan kecepatan menunjukkan perbandingan kecepatan u / c

  Perkembangan selanjutnya yang ditemukan oleh Michell dan Banki yaitu turbin ini dilengkapi dengan pipa isap dan sebagai akibatnya daya yang dihasilkan turbin, proses kerja dan rendemen turbin menjadi lebih baik.

• –1

  Turbin ini mempunyai 22 tingkat kecepatan mirip dengan roda curtis di turbin uap. Aliran air yang lewat kedua (tingkat kedua) menghasilkan daya kurang lebih 20 % - nya daya yang dihasilkan tingkat pertama, jadi faedahnya tetap ada dan air tanpa ada kesulitan bisa meninggalkan roda jalan.

  Prinsip kerja dan sifat umum turbin crossflow yaitu : pemasukan air ke sudut turbin secara radikal. Air dialirkan melalui sudu-sudu jalan yang berbentuk slinder, pertama-tama air dari luar masuk kedalam slinder sudu-sudu dan kemudian dari dalam keluar. Jadikerjanya roda jalan turbin ini adalah seperti ubin pelton yaitu hanya sebagian sudu-sudu saja yang bekerja membalikkan aliran air.

  /det dan daya yang dihasilkan antara 1 sampai 1.000 KW, dengan variasi kecepatan antara 50 sampai 2.000 rpm.

  3

  Jenis turbin ini cocok untukditerapkan di daerah-daerah yang memiliki energi efektif anatra 1 sampai 200 meter, debit air antara 0,02 sampai 8 m

  Hasil pengujian yang dilakukan oleh Ossberger menunjukkan bahwa efisiensi turbin crossflow berkisar sekitar 80 %. Kelebihan lainnya adalah bahwa turbin crossflow belum pernah pernah ditemukan kasus kavitasi seperti umumnya yang terjadi pada turbin jenis lainnya.

  Kalau kita bandingkan dengan jenis turbin lainnya, batasan putaran spesifik turbin crossflow terletak antara turbin francis dan turbin pelton. Daerah kerjanya mendekati turbin francis, tetapi konstruksi dan bentuknya jauh lebih sederhana.

  Di Budapest, Prof. Donat Banki juga mengembangkan jenis turbin serupa dan mempublisir hasil rancangannya pada tahun 1917, dari nama kedua tokoh tersebut itulah maka turbin crossflow dikenal orang dengan sebutan turbin Michell atau Banki.

  Panggung Kabupaten Tanggamus

• –1

  Panggung Kabupaten Tanggamus

  Berdasarkan Tinggi Jatuh Air

  Suatu pusat tenaga terpisah harus mampu memenuhi tugas yang lebih sulit bila dibandingkan dengan pusat tenaga yang dihubungkan kejaringan. Ia mesti mampu menyesuaikan putaran dengan sendirinya. Bila beban tidak konstan, turbin harus diatur. Produksi daya harus mencukupi jumlah kebutuhannya.

  Kendali Turbin

  Crosslow Roda Air

  Francis Kaplan

  Kurang dari 3 Pelton

  200 - 2.000 30 - 600 Kurang dari 60 Kurang dari 18

  Tinggi Terjun Model Turbin

  Tabel 2. Pengelompokkan Turbin berdasarkan tinggi jatuh air

  Cara lain untuk menentukan jenis turbin yang akan digunakan adalah dengan cara mengetahui tinggi terjun air berdasarkan tabel dibawah ini :

  25 - Ns - 200 70 - Ns - 400 350 - Ns - 2000

  bila kapasitas air sedang-sedang saja maka yang dioperasikan sel yang besar, dan bila kapasitas airnya banyak maka turbin bekerja dengan kedua buah sel tersebut.

  Pelton Crosslow Francis Kaplan 12 - Ns - 60

  Jenis Turbin Kecepatan Spesifikasi

  Tabel 1. Kecepatan Jenis Turbin

  (Putaran / s) Dimana : N = Putaran turbin P = Daya turbin H = Tinggi terjun (m) Berdasarkan persamaan diatas dapat ditentukan model turbin yang sesuai dengan melihat tabel dibawah ini :

    

  Apabila perhitungan kita berdasarkan pada kecepatan jenis, maka terlebih dahulu dihitung berapa besar kecepatan jenisnya. Dengan berlandaskan pada kecepatan jenis ini dapat ditentukan model turbin airnya. Adapun bentuk persamaan kecepatan jenisnya dapat dinyatakan sebagai berikut : Ns= _{4 / 5}

  Berdasarkan Kecepatan Jenisnya

  Seperti yang telah diuraikan pada (sub bab 2.6), dijelaskan bahwa dari cara kerjanya turbin air dibagi dua kelompok besar yaitu turbin impuls dan turbin reaksi. Untuk menen tukan model/jenis turbin air ada dua cara yaitu :

  Menentukan Jenis Turbin

  Dalam ketiga kondisi operasi tersebut diatas perbandingan kecepatannya adalah tetap sama. Jadi bila ada gangguan pada kondisi beban sebagian (tidak maksimum) pun rendemen turbin masih baik. Spesial pada tinggi air jatuh yang kecil pipa isap mempunyai tugas memanfaatkan selisih tinggi antara sisi bagian bawah atau dengan kata lain memanfaatkan ruang bebas.

  Pengaturan debit harus lebih menguntungkan dari segi bahwa senantiasa hanya sejumlah air sebanyak yang diperlukan untuk pembangkit daya sesaat yang dibutuhkan. Guna mengimbangi perubahan beban kecil yang mendadak maka dipasang daya maksimum yang dengan seketika bisa ditambah kurangkan hendaknya tidak melampaui 10 % sampai 30 % kapasitas terpasang. Ini tidak semata- mata mengait masalah mekanis pengatur, namun juga berkenaan dengan

  Panggung Kabupaten Tanggamus

  5. Melancarkan berbagai aktifitas masyarakat pada malam hari dan mambuka lapangan kerja dengan timbulnya industri kecil/home industry, serta dapat terbentuknya koperasi listrik desa.

  HASIL DAN PEMBAHASAN Data-Data Teknis

  e. Melakukan analisis data sebagai bahan penyusunan laporan.

  d. Membahas mengenai data yang ada dan daya yang dapat dibangkitkan menurut teori dan data yang ada di lapangan.

  c. Melakukan pengumpulan data sekunder melalui Bappeda, atau sumber data yang linnya maupun pengukuran parameter yang dibutuhkan untuk mengetahui besar potensi tenaga air guna membangu Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidup (PLTMH) yang tersedia di desa tersebut.

  b. Melakukan pengamatan lapangan untuk memperoleh gambaran yang jelas mengenai kondisi fisik desa, potensi energi yang ada didesa tersebut untuk kemungkinan dapat dikembangkan sebagai sumber energi listrik pedesaan.

  a. Melakukan kajian literatur sebagai acuan dan publikasi yang berkaitan dengan sumber daya energi pada daerah lokasi penelitian.

  METODE PENELITIAN

  Khususnya aliran sungai sehingga memenuhi keinginan masyarakat desa akan kebutuhan tenaga listrik.

  efek hantaman air didalam pipa pesat yang timbul bila piranti kendali ditutup atau dibuka terlalu cepat.

  3. Membuktikan relevansi antara teori dengan penerapan dilapangan. 4. memanfaatkan potensi alam yang ada di desa Air Bakoman,

  2. Penelitian merupakan salah satu cara guna menguji dan meningkatkan kemampuan serta ketrampilan di bidang ilmu teknik kelistrikan.

  1. Peneliti lain yang ada atau sedang melaksanakan penelitian tentang Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH).

  3. Untuk mengetahui besarnya debit air dan tinggi terjun bila dibangun Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH). Penelitian ini diharapkan bermanfaat bagi :

  2. Untuk pra kajian kelayakan untuk pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) di lokasi penelitian.

  1. Untuk mengetahui berapa besarnya potensi tenaga air yang dapat digunakan untuk pembangkit tenaga listrik.

  Tujuan penelitian ini adalah :

  Untuk menghindari putaran lebih, gonernur penting adanya. Cara pengendalian sederhana adalah pengaturan dengan tangan. Namun yang terakhir ini hanya disarankan untuk kondisi (kapasitas pembangkitan dan pembebanan) konstan atau bila putaran turbin kecil saja perannya.

  Dari hasil survey ternyata air terjun di desa Air Bakoman yang dipilih sebagai sumber daya bagi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidup (PLTMH) terletak di tepi desa Air Bakoman yaitu sekitar 2 km dari pusat desa. Data debit air diambil dari debit minimum yaitu pada musim kemarau.

  Panggung Kabupaten Tanggamus

  Hal ini dimaksudkan agar pada didapat jumlah debit air serta tinggi operasinya tetap bertahan keadaannya. terjun yaitu sebagai berikut :

  3 Tabel 3. Hasil pengukuran debit air Q = 0, 461 m /s Pengukuran Hasil Pengukuran h = 13 meter

  3 (m /s) Efisiensi turbin dan generator dari

  referensi sebagai berikut : 1. 0,455 2. 0,461 eff t = 0,80 3. 0,463 eff g = 0,90

  Maka daya yang dibangkitkan oleh 4. 0,452 5. 0,466 turbin adalah : 6. 0,461 P t = 9,81 x Q x h x eff t 7. 0,460 = 9,81 x 0,461 x 13 x 0,80 8. 0,470 = 47, 03 kW atau, 9. 0,469 = 63,13 Hp, dimana ; 1 Hp = 745,9

  10. 0,453 Watt

  Rata - rata = 0.461 m /s = 47,03 x 0,90 = 42,32 kW

  Hasil pengukuran tinggi selisih

  Pemilihan Jenis Turbin

  permukaan dengan jarak 250 meter dapat Untuk pemilihan jenis turbin dilihat pada tabel di bawah ini : yang akan digunakan pada pembangkit

  Tabel 4. Pengukuran selisih tinggi listrik tenaga air kecil yang sesuai dapat permukaan (head) ditentukan dengan dua cara yaitu :

  Pengukuran h –

  1 Hasil Berdasarkan Tinggi Jatuh Air h

  15 Pengukuran

  Apabila kita menggunakan tinggi jatuh air sebagai dasar untuk h 1 0,6 menentukan jenis turbin, maka dari hasil h 2 0,7 pengukuran tinggi jatuh air adalah 13 h 3 0,4 meter maka dapat ditentukan model/ h 4 0,6 jenis turbinnya, seperti yang terdapat h 5 1,2 pada pengelompokkan jenis turbin yang h 6 0,4 tertera pada tabel 2, bab II. Dari tabel h 7 0,5 tersebut terlihat bahwa jenis turbin h 8 0,6 srossflow lebih cocok pada ketinggian h 9 1,2 ini. h 10 1,4

  Berdasarkan kecepatan jenisnya

  h 11 1,9 Apabila penentuan model turbin h 12 0,6 berdasarkan pada kecepatan jenisnya, h 13 0,6 maka terlebih dahulu dihitung kecepatan h 14 1,0 spesifikasinya. h 15 1,2

  Daya turbin = 63,14 Hp Jumlah h

  1 + h 2 …. + h 15 = 13 meter

  Tinggi efektif = 13 meter Dari perbandingan putaran (Gear Ratio)

  Daya yang Dapat Dibangkitkan

  yang ada adalah 1: 3, maka : Data-data yang kami peroleh dari hasil survey di desa Air Bakoman

  Panggung Kabupaten Tanggamus

  68 ,

  2. Mengingat negara Indonesia pada umumnya dan kecamatan Pulau Panggung khususnya yang kaya akan pegunungan dan banyak terdapat aliran sungai maka pemanfaatan PLTMH sebagai sumber tenaga listrik perlu dikembangkan secara luas.

  1. Didalam perencanaan pembangunan suatu PLTMH maka penelitian di lapangan haruslah dilakukan beberapa kali serta dengan waktu yang berbeda (musim hujan dan musim kemarau). Kemudian hasil akhirnya yaitu hasil yang mendekati semua pengukuran adalah hasil yang digunakan sebagai dasar perhitungan.

  Dari hasil pengukuran debit air dan pengukuran selisih tinggi permukaan (head) serta analisis data dapatlah diambil kesimpulan sebagai berikut :

  SIMPULAN DAN SARAN Simpulan

  Untuk mencegah kebocoran air dari dalam turbin, maka poros utama poros sudu antar dan pada sambungan- sambungan baut dipasang paking- paking perapat yang terbuat dari karakter pack khusus.

  = 158,74 rpm Dengan kecepatan spesifikasinya di atas, maka dapat ditentukan jenis turbin yang akan digunakan pada suatu pembangkit listrik tenaga air kecil dengan melihat tabel 1 pada bab II, maka turbin yang cocok digunakan pada pembangkit listrik tenaga air kecil di desa Air Bakoman adalah dengan menggunakan turbin Crossflow. Turbin yang cukup sederhana yang mana roda- roda dari turbin ini berbentuk sebuah tabung yang disekelilingnya dipasang sejumlah sudu-sudu, sudu-sudu ini berbentuk segi panjang yang dilengkungkan dengan radius tertentu dan dipasang pada roda-rodanya dengan konstruksi las. Roda-roda turbin ditumpu oleh dua atau tiga bantalan sehingga penyetelan roda turbin terhadap keudukannya menjadi mudah.

  24 3911 16 ,

  = 4,92,7  63,14 =

  Gear Ratio =Alternator rpm = 3 Turbin rpm

    

  Daya turbin = 63,14 Hp Tinggi efektif = 13 meter Maka putaran spesifikasinya (Ns) adalah: Ns = _{4 / 5}

  0,3 = 492,76 rpm

  Crossflow runner = 41  13

  = 0,295 meter Untuk diameter runner 0,295 meter pada pembuatannya dibulatkan menjadi 0,3 meter sehingga : Crossflow rpm = 41  H net

  = 41  13 500

  3 Diameter runner = 41  H net Crossflow rp

  Crossflow rpm = 1500 = 500

  3. Jika ditinjau dari kebutuhan daya listrik yang dibutuhkan masyarakat, maka daya yang dapat

  Panggung Kabupaten Tanggamus

  dibangkitkan belum memenuhi sebagai pengabdian kepada kebutuhan masyarakat desa Air masyarakat. Bakoman. Namun dalam hal ini

  DAFTAR PUSTAKA

  sudahmembantu mengatasi pengadaan tenaga listrik desa.

  Adam Harvay, 1993,” Mikro Hidro

  4. Dengan kapasitas daya yang dapat

  Design Manual “, Intermediate

  dibangkitkan oleh pembangkit Tecnologi Publication. listrik Mikro-Hidro sebesar 42,32 kW, maka rumah yang dapat dialiri

  Prof, DR, Ir, Abdul Kadir, 1982,” Energi “, listrik adalah 117 rumah yang UI Press. masing-masing mendapat 350 Watt atau 450 kVA.

  DR, Ir, Artono Arismunandar dan DR, S, Kuwara, 1992, “ Buku

  Saran Pegangan Teknik Tenaga Listrik

  Dari hasil penelitian ini

  Jilid II “ , Pradnya Paramita

  disarankan : Jakarta.

  1. Selain menyangkut perhitungan- perhitungan teknis, suatu Ir, Wiranto Arismunandar, M.Sc, 1975, “ pembangkit listrik mikro hidro

  Penggerak Mula Turbin “ , ITB.

  hendaknya lebih memperhatikan pada usaha penyesuaian terhadap M. Edi Sunarto, 1993, “ Turbin Pleton kondisi setempat, yang semuanya

  Mikro “ , Andi Offset

  diarahkan bagi terjaminnya Yogyakarta. kelancaran dan kelestarian operasi serta pemeliharaannya.

  BPPT, 1982, “ Kumpulan Pengalaman

  2. Dalam usaha menanggulangi

  Sederhana Tentang Uji Coba

  kekurangan yang ada serta untuk

  Turbin Air Kecil “ , LMK

  mengatasi permasalahan yang Jakarta. mungkin timbul maka kerja sama dengan berbagai macam pihak

  M. Dandahar, KN. Sharma, 1991, “ perlu ditingkatkan dan

  Pembangkit Listrik Tenaga Air

  dilaksanakan secara lebih terpadu, “ , UI Press. khususnya pada tahap-tahap awal persiapan dan pelaksanaannya.

  Singaribun dan Effendi, 1987, “ Metode

  3. Perlu dimasyarakatkan hasil

  Penelitian Survey “ , LP3ES

  penelitian ini baik oleh instansi Jakarta. terkit maupun perguruan tinggi