The Improvement 0f Tokawi Micro Hydro Power Plant at Tokawi Village of Pacitan District

  

PENINGKATAN DAYA LISTRIK PEMBANGKIT LISRTIK

TENAGA MIKRO HIDRO DESA TOKAWI KABUPATEN

PACITAN HALAMAN JUDUL

The Improvement 0f Tokawi Micro Hydro Power Plant at Tokawi

Village of Pacitan District

  Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

  Universitas Sebelas Maret Surakarta

  Disusun oleh: LUTFI CHANDRA PERDANA NIM I 0109048 FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014 HALAMAN PERSETUJUAN

PENINGKATAN DAYA LISTRIK PEMBANGKIT LISRTIK

TENAGA MIKRO HIDRO DESA TOKAWI KABUPATEN

PACITAN HALAMAN JUDUL

The Improvement 0f Tokawi Micro Hydro Power Plant at Tokawi

Village of Pacitan District

  

SKRIPSI

  Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

  Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh :

LUTFI CHANDRA P NIM I 0109048

  Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

  Persetujuan: Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

  Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, M .T. Ir. Agus Hari Wahyudi, M .Sc NIP. 19630120 198803 2 002 NIP. 19630822 198903 1 002

  

PENINGKATAN DAYA LISTRIK PEMBANGKIT LISRTIK

TENAGA MIKRO HIDRO DESA TOKAWI KABUPATEN

PACITAN HALAMAN JUDUL

The Improvement 0f Tokawi Micro Hydro Power Plant at Tokawi

Village of Pacitan District

SKRIPSI Disusun Oleh : LUTFI CHANDRA P NIM I 0109048

  Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada :

  Hari : Tanggal : Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, M .T. .......................................

  NIP. 19630120 198803 2 002 Ir. Agus Hari Wahyudi, M.Sc ....................................... NIP. 19630822 198903 1 002 Ir.Solichin, M.T. ....................................... NIP. 19600110 198803 1 002 Ir.Adi Yusuf M uttaqien, M.T. ....................................... NIP. 19581127 198803 1 001

  Mengesahkan, Ketua Jurusan

  Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Ir. Bambang Santosa, M .T.

  NIP. 19590823 198601 1 001

  MOTTO

PERSEMBAHAN ALLAH S.W.T, pemilik dunia dan seisinya

  Ibu, yang telah melahirkan ku. Ibu, yang selama ini telah menyayangi dan mencintai ku. Ibu, yang selama ini telah membesarkan dan mengajari ku. Bapak, yang telah mengajari ku tentang kehidupan. Terima kasih untuk kasih sayang dan bimbingan kalian selama hidupku. Ayah yang selalu menjadi panutan dan pembimbing dalam hidup Adikku, Risti dan Angga yang selalu mendukung saya Keluarga kongek family yang selalu membimbing dan mensuport walaupun kaang-kadang menyesatkan. Indra dan andika yang selalu menemani mengerjakan pekerjaan ini Teman-teman hidro festy,dea,nisa,atom,agus,mano,dan sona yang selalu berbagi keceriaan nya. Angkatan 2009 yang selalu kompak dan solid Teman-teman 2010 yang menemani saya kuliah pemodelan Kota Solo yang menjadi saksi cerita hidupku.

  

ABSTRAK

  Lutfi Chandra, Rintis Hadiani , dan. Agus Wahyudi, 2014. Peningkatan Daya

  

Listrik Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro Desa Tokawi Kabupaten

Pacitan. Skripsi. Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas

  Maret. Surakarta. Desa Tokawi Kecamatan Nawangan Kabupaten Pacitan merupakan desa yang memanfaatkan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) sebagai sumber listrik dengan menggunakan kincir air. Seiring berjalannya waktu kebutuhan listrik di Desa Tokawi semakin meningkat sehingga perlu dilakukan peningkatan daya listrik yang ada.

  Penelitian ini dilakukan dengan cara analitis desktiptif kuantitatif yang dilakukan dengan menganalisis data yang tersedia dan menghasilkan kesimpulan.Lokasi penelitian berada di Desa Tokawi Kecamatan Nawangan Kabupaten Pacitan. Peningkatan daya PLTMH Tokawi dilakukan dengan merubah head yang ada dan mengganti kincir dengan turbin. Peningkatan daya listrik PLTMH Tokawi terjadi peningkatan daya listrik setelah dilakukan perubahan head dan penggantian kincir menjadi turbin adalah 7,99 kW atau sebesar 46 %,sedangkan peningkatan energi listrik adalah 1939,57 kW atau mengalami kenaikan energi sebesar 46%.Nilai ini merupakan selisih daya listrik rerata kondisi rencana dengan kondisi existing. Analisis ekonomi teknik rencana pembangunan PLTMH Tokawi menunjukkan nilai NPV sebesar Rp Rp91.601.787 yang lebih besar dari 0, nilai IRR sebesar 28% lebih besar dari nilai suku bunga yang diasumsikan sebesar 10 % dan nilai BCR sebesar 1,506 lebih besar dari

  1.Dengan demikian pembangunan peningkatan daya PLTMH Tokawi layak untuk dilaksanakan Kata Kunci : Peningkatan Daya listrik ,Energi listrik,P LTMH, Tokawi

  

ABSTRACK

  Lutfi Chandra , Rintis Hadiani, and Agus Wahyudi , 2014. The Improvement 0f

Tokawi Micro Hydro Power Plant at Tokawi Village of Pacitan District Thesis

  Department of Civil Engineering Faculty of Engineering University of March Surakarta. Village District of Nawangan Tokawi Pacitan a village that utilizes Micro Hydro Power Plant ( MHP ) as a power source using the waterwheel, Over time the demand for electricity in the village so Tokawi increasing need to improve the existing electric power. This research was carried out by means of analytical quantitative descriptive analyzes conducted with available data and generate research. Located in the sub Village District of Nawangan, Tokawi village Pacitan district. Increased MHP Tokawi done by changing the existing head and replace with the turbine wheel.

  Increased power MHP Tokawi power increased after the change of the head and into the turbine wheel replacement is 7.99 kW , while the increase in electrical energy is 1939.57 kW.Nilai a mean difference of electric power to the conditions existing condition plan . Economic analysis technique Tokawi MHP development plan shows NPV of Rp91.601.787 that is greater than 0 , the value of IRR is 28 % greater than the value of the assumed interest rate of 10% and BCR value of 1.506 is greater than 1 . thus the increasing development of MHP Tokawi feasible.

  Keyword: Increased electrical power, electrical energy, MHP, Tokawi

  

PRAKATA

  Puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan

  Peningkatan Daya Listrik Pembangkit Listrik Tenaga M ikro hidro Desa Tokawi Kabupaten Pacitan.

  guna memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penyusunan tugas akhir ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan, dukungan, dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada: 1. Segenap Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  2. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  3. Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, M.T. selaku dosen pembimbing I.

  4. Ir. Agus Hari Wahyudi, M.Sc selaku dosen pembimbing II.

  5. Ir. Agus supriyadi,M.T. selaku dosen pembimbing akademik.

  6. Dosen Penguji skripsi.

  7. Segenap bapak dan ibu dosen pengajar di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  8. Rekan-rekan mahasiswa jurusan Teknik Sipil

  9. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis dengan tulus ikhlas.

  Penulis menyadari tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk perbaikan di masa mendatang.

  Surakarta, Penulis

DAFTAR ISI

  2.2.4 Debit Andalan ....................................................................8

  2.2.8 Analisis Ekonomi.............................................................15

  2.2.7.2 Turbin .............................................................................14

  2.2.7.1 Pipa Pesat (Penstock )........................................................13

  2.2.7 Perencanaan Bangunan PLTMH .......................................13

  2.2.6.2 Daya yang dapat dihasilkan ...............................................12

  2.2.6.1 Tinggi Jatuh (Head)..........................................................12

  2.2.6 Perencanaan Kemampuan Tenaga Air................................12

  2.2.5 Metode Mock.....................................................................9

  HALAMAN JUDUL ...................................................................................................i HALAMAN PERSETUJUAN..................................................................................... ii HALAMAN JUDUL .................................................................................................. ii HALAMAN JUDUL ................................................................................................. iii MOTTO.................................................................................................................... iv PERSEMBAHAN ......................................................................................................v ABSTRAK................................................................................................................ vi ABSTRACK ............................................................................................................ vii PRAKATA ..............................................................................................................viii DAFTAR ISI............................................................................................................. ix DAFTAR TABEL.................................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR................................................................................................xiii BAB 1 PENDAHULUAN..........................................................................................1

  1.1 Latar Belakang ................................................................................1

  2.2.2 Kualitas Data Hujan ...........................................................7

  2.2.1 Daerah Aliran Sungai (DAS)...............................................6

  2.2 Dasar Teori .....................................................................................6

  2.1 Tinjauan Pustaka .............................................................................4

  BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI................................................4

  1.5 Manfaat Penelitian ...........................................................................3

  1.4 Tujuan Penelitian.............................................................................2

  1.3 Batasan Masalah..............................................................................2

  1.2 Rumusan Masalah ...........................................................................2

  2.2.3 Karakteristik Hujan ............................................................7

  2.2.8.1 Analisis Ratio manfaat Biaya (BCR = Benefit Cost Ratio) ..............................................................................16

  4.1.6.2 Perhitungan Produksi Listrik.............................................35

  4.1.4 Analisis Curah Hujan .....................................................................29

  4.1.5 Analisis Debit................................................................................30

  4.1.5.1 Debit Aliran.....................................................................30

  4.1.5.2 Debit Andalan ..................................................................31

  4.1.6 Perhitungan PLTMH Kondisi Existing ............................................33

  4.1.6.1 Perhitungan Tinggi Efektif................................................33

  4.1.7 Perhitungan Perencanaan PLTMH Tokawi......................................37

  4.1.2 Uji Kepanggahan Data Hujan .........................................................25

  4.1.7.1 Perhitungan Diameter Penstock.........................................37

  4.1.7.2 Perhitungan Perencanaan Tinggi Efektif ............................38

  4.1.7.3 Perhitungan Daya dan Energi Listrik .................................40

  4.1.7.4 Penentuan Jenis Turbin.....................................................42

  4.2 Analisis Ekonomi ..........................................................................42

  4.2.1 Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB)..................................42

  4.1.3 Evapotranspirasi............................................................................28

  4.1.1.2 Data Sekunder .................................................................25

  2.2.8.2 Analisis Nilai Netto Sekarang (NPV = Net Present Value) .............................................................................16

  3.4 Alat ..............................................................................................20

  BAB 3 METODE PENELITIAN..............................................................................18

  3.1 Jenis Penelitian..............................................................................18

  3.2 Lokasi Penelitian ...........................................................................18

  3.3 Data..............................................................................................19

  3.3.1 Data Primer .....................................................................19

  3.3.2 Data Sekunder .................................................................19

  3.4.1 Alat bantu survei..............................................................20

  4.1.1.1 Data Primer .....................................................................23

  3.4.2 Alat bantu perhitungan dan penyusunan Tugas Akhir .........20

  3.5 Tahapan Peneltian .........................................................................20

  3.6 Diagram alir tahapan penelitian ......................................................21

  BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN.....................................................23

  4.1 Analisis Data.................................................................................23

  4.1.1 Data..............................................................................................23

  4.2.2 Perhitungan Kelayakan PLTMH Tokawi.........................................45

  4.3 Pembahasan ..................................................................................47

  4.3.1 Daya Listrik ..................................................................................47

  4.3.2 Energi Listrik ................................................................................48

  4.3.3 Analisis Ekonomi ..........................................................................49

  BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN......................................................................50

  5.1 Kesimpulan ...................................................................................50

  5.2 Saran ............................................................................................50 DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................51 .........................................................................................................53 .........................................................................................................54 .........................................................................................................55

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Perhitungan kurva massa ganda stasiun Nawangan Grindulu ...........................26Tabel 4.2. Perhitungan kurva massa ganda stasiun Watu Gede ........................................26Tabel 4.3. Data Evapotranspirasi...................................................................................28Tabel 4.4. Debit rerata tahunan metode Mock ................................................................32Tabel 4.5. Probabilitas debit tahunan .............................................................................32Tabel 4.6. Debit Q 90 .....................................................................................................33Tabel 4.7. Diameter Penstock rencana ...........................................................................37Tabel 4.8. Perhitungan Head.........................................................................................39Tabel 4.9. Spesifikasi Pekerjaan....................................................................................43Tabel 4.10. Perhitungan HSP ........................................................................................43 Tabel 4.11.Lanjutaan Perhitungan HSP .........................................................................44Tabel 4.12. Perhitungan RAB .......................................................................................45Tabel 4.13. Rekapitulasi RAB.......................................................................................45Tabel 4.12. Perhitungan NPV........................................................................................46Tabel 4.15. Perhitungan NPV suku bunga 30 % .............................................................47Tabel 4.16. Perhitungan BCR .......................................................................................47Tabel 4.17. Peningkatan Daya listrik .............................................................................48Tabel 4.18. Peningkatan Energi listrik ...........................................................................48

DAFTAR GAMBAR

  

Gambar 2-1. Metode Thiesen .........................................................................................8

Gambar 3.1. Peta Lokasi Penelitian ..............................................................................18Gambar 3.2. PLTMH Tokawi......................................................................................19Gambar 3.3. Diagram Alir ...........................................................................................21Gambar 3.4. Lanjutan Diagram Alir .............................................................................22Gambar 4.1. Foto kegiatan survei di PLTMH Tokawi....................................................24Gambar 4.2. Foto PLTMH Tokawi...............................................................................24 Gambar 4-3. Kurva massa ganda stasiun hujan Watu Gede ............................................27

  

Gambar 4-4. Kurva massa ganda stasiun hujan Nawangan Grindulu ...............................27

Gambar 4-5. Grafik tinggi efektif kondisi existing .........................................................35

Gambar 4-6. Grafik daya listrik kondisi existing............................................................36

Gambar 4-7. Grafik energi listrik kondisi existing..........................................................36

Gambar 4-8. Lokasi turbin yang baru............................................................................38

Gambar 4-9. 3D Perencanaan PLTMH Tokawi .............................................................38

Gambar 4-10. Grafik Potensi Daya Listrik Rencana.......................................................41

Gambar 4-11. Potensi Energi Listrik Rencana ...............................................................41

Gambar 4-12. Grafik Daya Listrik PLTMH Tokawi ......................................................48

Gambar 4-13. Grafik Energi Listrik PLTMH Tokawi ....................................................49

  xiii