Buku dan referensi dan ta

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MICROHYDRO (PLTMH)
Penyediaan energi yang memadai serta ramah lingkungan merupakan
salah satu persyaratan untuk pembangunan sosial ekonomi yang
berkelanjutan, akan tetapi dengan pesatnya perkembangan ekonomi dan
pertumbuhan penduduk yang mengakibatkan meningkatnya kebutuhan
energi, Indonesia pada khususnya dihadapkan dengan berbagai
permasalahan energi yang semakin meningkat.
Saat ini di dunia dan Indonesia pada khususnya, masih bergantung pada
sumber energi fosil seperti minyak bumi dan batu bara untuk memenuhi
kebutuhan energi-nya, dalam hal ini bahan bakar kendaraan dan
pembangkit listrik tentunya. Apabila penggunaan bahan bakar yang
berbasis energi fosil ini terus meningkat tanpa adanya pengendalian
penggunaannya, bukan hal yang mustahil dunia dan Indonesia pada
khususnya akan dihadapkan pada krisis energi yang berkepanjangan dan
kerusakan lingkungan yang akan menimbulkan bencana besar di Bumi
kita ini.
Indonesia sendiri sampai dengan saat ini masih belum mampu memenuhi
kebutuhan listrik masyarakat, kita semua ketahui masih banyak wilayahwilayah di Indonesia yang belum bisa merasakan cahaya terang di malam
hari, masih banyak desa-desa yang belum teraliri listrik, dan masih
banyak juga wilayah-wilayah yang sudah teraliri listrik namun listriknya
byar-pet terus atau dengan kata lain kekurangan daya listrik, sehingga

diterapkan sistem pemadaman bergilir. Untuk itu, dibutuhkan solusi yang
cerdas guna mengatasi permasalahan-permasalahan tersebut.
Pembangkit Listrik Tenaga Microhydro (PLTMH) merupakan salah satu
solusi alternatif untuk menjawab permasalahan-permasalahan tersebut
diatas. Microhydro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi
pembangkit listrik tenaga air berskala kecil ini. PLTMH memanfaatkan
kapasitas aliran air dengan ketinggian tertentu untuk menghasilkan
energi listrik, maksudnya disini adalah dua faktor utama untuk membuat
PLTMH yaitu banyaknya air yang mengalir dan ketinggian atau sudut
kemiringan aliran air tersebut.
Prinsip Kerja

Secara teknis PLTMH memiliki tiga komponen utama yaitu air (hydro),
turbin, dan generator. Prinsip kerja dari PLTMH sendiri pada dasarnya
sama dengan PLTA hanya saja berbeda kapasitasnya atau besarnya.
PLTMH pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian atau sudut
kemiringan dan jumlah debit air per detik yang ada pada saluran irigasi,
sungai, maupun air terjun. Aliran air akan memutar turbin sehingga akan
menghasilkan energi mekanik. Energi mekanik turbin akan memutar
generator dan generator menghasilkan listrik. Skema prinsip kerja PLTMH

dapat dilihat pada gambar berikut :
Pembangunan PLTMH perlu diawali dengan pembangunan bendungan
untuk mengatur aliran air yang akan dimanfaatkan sebagai tenaga
penggerak PLTMH. Bendungan ini perlu dilengkapi dengan pintu air dan
penyaring sampah (flter) untuk mencegah masuknya kotoran maupun
endapan lumpur. Bendungan sebaiknya dibangun pada dasar sungai yang
stabil dan aman terhadap banjir. Di dekat bendungan dibangun bangunan
pengambil (intake), kemudian dilanjutkan dengan pembuatan saluran
pembawa yang berfungsi mengalirkan air dari intake. Saluran ini
dilengkapi dengan saluran pelimpah pada setiap jarak tertentu untuk
mengeluarkan air yang berlebih. Saluran ini dapat berupa saluran terbuka
atau tertutup. Di ujung saluran pelimpah dibangun kolam pengendap.
Kolam ini berfungsi untuk mengendapkan pasir dan menyaring kotoran
sehingga air yang masuk ke turbin relatif bersih. Saluran ini dibangun
dengan cara memperdalam dan memperlebar saluran pembawa dan
menambahnya dengan saluran penguras.
Bak penenang / bak penampungan juga dibangun untuk menenangkan
aliran air yang akan masuk ke turbin dan mengarahkannya masuk ke pipa
pesat. Bak ini dibuat dengan konstruksi beton dan berjarak sedekat
mungkin ke rumah turbin untuk menghemat pipa pesat. Pipa pesat

berfungsi mengalirkan air sebelum masuk ke turbin. Dalam pipa ini,
energi potensial air di kolam penenang diubah menjadi energi kinetik
yang akan memutar roda turbin. Biasanya terbuat dari pipa baja yang
dirol, lalu dilas. Untuk sambungan antar pipa digunakan fens. Pipa ini
harus didukung oleh pondasi yang mampu menahan beban statis dan
dinamisnya. Pondasi dan dudukan ini diusahakan selurus mungkin, karena
itu perlu dirancang sesuai dengan kondisi tanah.
Turbin, generator dan sistem kontrol masing-masing diletakkan dalam
sebuah rumah yang terpisah. Pondasi turbin-generator juga harus

dipisahkan dari pondasi rumahnya. Tujuannya adalah untuk menghindari
masalah akibat getaran. Rumah turbin harus dirancang sedemikian agar
memudahkan perawatan dan pemeriksaan. Setelah keluar dari pipa pesat,
air akan memasuki turbin pada bagian inlet. Di dalamnya terdapat guided
vane untuk mengatur pembukaan dan penutupan turbin serta mengatur
jumlah air yang masuk ke runner/blade (komponen utama turbin). Runner
terbuat dari baja dengan kekuatan tarik tinggi yang dilas pada dua
buah piringan sejajar. Aliran air akan memutar runner dan menghasilkan
energi kinetik yang akan memutar poros turbin. Energi yang timbul
akibat putaran poros kemudian ditransmisikan ke generator. Seluruh

sistem ini harus balance, turbin harus dilengkapi casing yang berfungsi
mengarahkan air ke runner. Pada bagian bawah casing terdapat pengunci
turbin. Bantalan (bearing) terdapat pada sebelah kiri dan kanan poros dan
berfungsi untuk meny angga poros agar dapat berputar dengan lancar.

Daya poros dari turbin ini harus ditransmisikan ke generator agar dapat
diubah menjadi energi listrik. Generator yang dapat digunakan pada
mikrohidro adalah generator sinkron dan generator induksi. Sistem
transmisi daya ini dapat berupa sistem transmisi langsung (daya poros
langsung dihubungkan dengan poros generator dengan bantuan kopling),
atau sistem transmisi daya tidak langsung, yaitu menggunakan sabuk
atau belt untuk memindahkan daya antara dua poros sejajar. Keuntungan
sistem transmisi langsung adalah lebih kompak, mudah dirawat, dan
efsiensinya lebih tinggi. Tetapi sumbu poros harus benar-benar lurus dan
putaran poros generator harus sama dengan kecepatan putar poros
turbin. Masalah ketidaklurusan sumbu dapat diatasi dengan bantuan
kopling feksibel. Gearbox dapat digunakan untuk mengoreksi rasio
kecepatan putaran. Sistem transmisi tidak langsung memungkinkan
adanya variasi dalam penggunaan generator secara lebih luas karena
kecepatan putar poros generator tidak perlu sama dengan kecepatan

putar poros turbin. Jenis sabuk yang biasa digunakan untuk PLTMH skala
besar adalah jenis fat belt, sedang V-belt digunakan untuk skala di bawah
20 kW. Komponen pendukung yang diperlukan pada sistem ini adalah
pulley, bantalan dan kopling. Listrik yang dihasilkan oleh generator
dapat langsung ditransmisikan lewat kabel pada tiang-tiang listrik menuju
rumah konsumen.
Perhitungan Teknis

Kapasitas daya
persamaan :

yang

dibangkitkan

PLTMH

dapat

dihitung

dengan

P = 9,8 . Q . Hn . η
dimana
P = daya (Watt)
Q = debit aliran (m3/s)
Hn = beda ketinggian (m)
9,8 = konstanta gravitasi
η = efsiensi keseluruhan
Perencanaan PLTMH
Tahap pertama perancangan PLTMH adalah studi awal. Studi ini diawali
dengan survey lapangan untuk memperoleh data primer mengenai debit
aliran dan head (beda ketinggian). Debit aliran dapat diukur dengan
metode konduktivitas atau metode Weir. Berdasarkan data tersebut dapat
dihitung perkiraan potensi daya awal. Data lapangan sebaiknya diambil
beberapa kali pada musim yang berbeda untuk memperoleh gambaran
yang tepat mengenai potensi daya dari aliran air tersebut.
Selain itu, perlu dicari data pendukung, yaitu: kondisi air (keasaman,
kekeruhan, serta kandungan pasir atau lumpur), keadaan dan kestabilan

tanah di lokasi bangunan sipil, serta ketersediaan bahan, transportasi
dan tenaga trampil (operator). Setelah survey lapangan, tahap
perancangan selanjutnya adalah pemilihan lokasi dan penentuan dimensi
utama, pembuatan analisis keunggulan dan kelemahan setiap alternatif
pilihan, pembuatan sketsa elemen utama, penentuan tipe serta kapasitas
turbin dan generator yang akan digunakan, penentuan sistem kontrol
sistem (manual/otomatis), perancangan jaringan transmisi dan distribusi
serta perancangan sistem penyambungan ke rumah-rumah.
Sebelum membangun PLTMH di suatu tempat perlu diketahui dahulu
rencana PLN untuk daerah yang bersangkutan, kebutuhan listriknya,
rencana penggunaan daya listrik dan faktor bebannya, studi kelayakan
ekonomi serta kesiapan lembaga pengelola. Setelah semua studi yang
diperlukan siap dan layak, dilakukan proses disain yang lebih lebih rinci,
yaitu: pembuatan detail gambar teknik, penentuan spesifkasi teknis

secara jelas, peny usunan jadwal kegiatan, penghitungan biaya setiap
komponen serta penyiapan pengurus yang akan mengelola PLTMH. Jika
seluruh disain ini telah siap maka pembangunan PLTMH dapat dimulai.
Kekuatan dan Kelemahan











Kekuatan PLTMH
Potensi energi air yang sangat melimpah
Mampu beroperasi hingga lebih dari 15 tahun
Teknologi ramah lingkungan
Merupakan energi terbarukan
Biaya investasi sangat ekonomis
Kelemahan PLTMH
Kapasitas listrik yang dihasilkan bergantung pada debit aliran dan
ketinggian air, sehingga pada saat musim kemarau debit air akan
menurun, secara otomatis kapasitas pembangkitan juga akan menurun.

Kapasitas pelanggan terbatas, tergantung dari kapasitas PLTMH,
apabila kelebihan maka kualitas listrik akan menurun.
Pengguna tidak boleh terlalu jauh dari PLTMH karena apabila terlalu
jauh maka akan banyak kehilangan daya transfer nya akibat rugi-rugi
daya pada penghantar (max 2 km dari PLTMH).
Pembangkit Listrik Tenaga Microhydro (PLTMH) merupakan salah satu
pembangkit alternatif yang sangat ramah dengan lingkungan dan sangat
ekonomis, sangat baik apabila dibangun di daerah-daerah yang belum
bisa merasakan cahaya terang dimalam hari, karena memang yang kita
ketahui bahwa saat ini masih banyak daerah-daerah di Indonesia yang
belum bisa menikmati listrik dari Pemerintah dalam hal ini PLN
(Perusahaan Lilin Negara..ups..maksudnya..Perusahaan Listrik Negara).
Sampai dengan saat ini sudah ada beberapa daerah yang membangun
PLTMH, contohnya PLTMH Banjarmangu Kab. Banjarnegara, PLTMH
santong Lombok Utara, PLTMH Cirompang Kab Garut, dan lain-lain.
Sumber:http://ezkhelenergy.blogspot.com/2013/11/pembangkit-listriktenaga-microhydro.html

PENDAHULUAN
Abstrak

Aliran air yang mengalir dari dataran tinggi menuju yang lebih renda memiliki energi potensial
yang bisa dimanfaatkan sebagai sebuah sumber energi baru. Dengan strategi perencanaan yang
baik untuk pengembangan sumber energi seperti ini pada gilirannya akan dapat dapat mengatasi
persoalan krisis energi di berbagai tempat. Namun dikarenakan kurang dalam strategi
perencanaan beberapa proyek pengembangan sumber- sumber energi alternatif belum didapat
manfaat yang optimal.Seringkalai proyek pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga MiniMikrohidro (PLTMH) terdapat berbagai kendala seperti rendahnya faktor beban, suvei
ketersediaan data yang kurang lengkap serta minimnya peran serta masyarakat sekitar, hal ini
berakibat manfaat yang diharapakan dari adanya potensi sumber energi terbarukan belum
optimal. Oleh karena itu perlu suatu adanya suatu perbaikan.

1.1.

LATAR BELAKANG MASALAH

Indonesia memiliki topografi pegunungan yang tersebar hampir di seluruh wilayah. Pada
umumnya, pegunungan bertekstur terjal dengan jumlah penduduk yang relatif sedikit. Kondisi
ini menghambat pembangunan infrastruktur oleh pemerintah atau swasta, karena biaya dan
perawatan tidak berimbang dengan hasil yang didapat. Oleh karena itu,listrik masih menjadi
sesuatu yang mahal bagi masyarakat pegunungan
Daerah pegunungan memiliki energi listrik yang besar dalam bentuk air. Sebagian daerah

pegunungan terdapat sumber mata air yang mengalir melalui sungai-sungai sepanjang tahun.
Aliran sepanjang tahun dan mempunyai ketinggian dapat dimanfaatkan sebagai Pembangkit
Listrik Tenaga Mikro Hidro.
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) merupakan teknologi yang handal dan ramah
lingkungan. Peralatan yang digunakan relatif sederhana dan mudah dicari. Lahan yang
dibutuhkan tidak luas, sehingga tidak perlu membuka hutan untuk membangun instalasinya.
Pemasangan peralatan dapat disesuaikan dengan kondisi alam yang ada dan desainnya dapat
disesuaikan dengan ketersediaan debit air.
Biasanya Mikrohidro dibangun berdasarkan kenyataan bahwa adanya air yang mengalir di suatu
daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang memadai. Istilah kapasitas mengacu kepada
jumlah volume aliran air persatuan waktu (flow capacity) sedangan beda ketingglan daerah
aliran sampai ke instalasi dikenal dengan istilah head.
Mikrohidro juga dikenal sebagai white resources dengan teluemahan bebas bisa dikatakan
“energi putih“. Dikatakan demikian karena instalasi pembangkit listrik seperti ini mengunakan
sumber daya yang telah disediakan oleh alam dan ramah lingkungan. Suatu kenyataan bahwa
alam memiliki air terjun atau jenis lainnya yang menjadi tempat air mengalir. Dengan teknologi

sekarang maka energi aliran air beserta energi perbedaan ketinggiannya dengan daerah tertentu
(tempat instalasi akan dibangun) dapat diubah menjadi energi listrik.

1.2 TUJUAN
Tujuan disusunnya makalah ini adalah sebagai berikut :
1.

Mengetahui prinsip kerja dari PLTMH

2.

Mengetahui komponen-komponen PLTMH

3.

Mengetahui peralatan kontrol dan pengaman pada PLTMH

1.3 PERUMUSAN MASALAH
Rumusan masalah dari makalah ini adalah :
1.

Bagaimana prinsip kerja PLTMH?

2.

Apa saja komponen PLTMH?

3.

Apa saja peralatan pengaman pada PLTMH?

1.4. BATASA MASALAH
Untuk menghindari pembahasan yang meluas, maka penulis membatasi pembahsan makalah ini
dengan hal-hal sebagai berikut:
1.

Tidak membahas peralatan jaringan distribusi

2.

Tidak membahas peralatan instalasi rumah penduduk

3.

Membahas tentang peralatan pengaman pada pembangkit

4.

Membahas tentang prinsip kerja PLTMH

5.

Membahas tentang komponen-komponen PLTMH

BAB II
PEMBAHASAN
2.1. PENGERTIAN PLTMH

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) adalah pembangkit listrik berskala kecil
(kurang dari 200 kW), yang memanfaatkan tenaga (aliran) air sebagai sumber penghasil energi.
PLTMH termasuk sumber energi terbarukan dan layak disebut clean energy karena ramah
lingkungan. Dari segi teknologi, PLTMH dipilih karena konstruksinya

sederhana,mudah

dioperasikan, serta mudah dalam perawatan dan penyediaan suku cadang. Secara ekonomi,
biaya operasi dan perawatannya relatif murah, sedangkan biaya inv estasinya cukup bersaing
dengan pembangkit listriklain nya. Secara sosial, PLTMH mudah diterima masy arakat luas
(bandingkan misalnya Secara ekonomi, biaya operasi dan perawatannya relatif murah,
sedangkan biaya inv estasinya cukup bersaing dengan pembangkit listriklainnya Secara social
PLTMH mudah diterima masyarakat luas disbanding kan misalnya.. dengan Pembangkit Listrik
Tenaga Nuklir). PLTMH biasanya dibuat dalam skala desa di daerah-daerah terpencil yang
belum mendapatkan listrik dari PLN. Tenaga air yang digunakan dapat berupa aliran air pada
sistem irigasi,sungai yang dibendung atau air terjun.
Pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro pada dasarnya dibangun dalam rangka program
Listrik Masuk Desa (LISDES) dengan pemanfaatan sumber tenaga air. Proyek pembangunan ini
terutama diarahkan untuk daerah-daerah terpencil yang tidak terjangkau jaringan PLN.
Pembangkitan dilakukan dengan memanfaatkan aliran air dari anak-anak sungai yang kecil atau
dari saluran irigasi. Salah satu faktor yang menarik dari pembangkit listrik tenaga minimikrohidro adalah teknologinya yang relatif sederhana. Namun demikian, apabila studi
kelayakan sebelum dilaksanakannya proyek pembangunan ini tidak memadai maka akibatnya
operasi pembangkitannya menjadi kurang efisien bahkan tidak dapat beroperasi sama sekali.
Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakan
energi air. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya (resources) penghasil listrik
adalah memiliki kapasitas aliran dan ketiggian tertentu dad instalasi. Semakin besar kapasitas
aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan
untuk menghasilkan energi listrik.

Biasanya Mikrohidro dibangun berdasarkan kenyataan bahwa adanya air yang mengalir di suatu
daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang memadai. Istilah kapasitas mengacu kepada
jumlah volume aliran air persatuan waktu (flow capacity) sedangan beda ketingglan daerah
aliran sampai ke instalasi dikenal dengan istilah head.
Mikrohidro juga dikenal sebagai white resources dengan teluemahan bebas bisa dikatakan
“energi putih“. Dikatakan demikian karena instalasi pembangkit listrik seperti ini mengunakan
sumber daya yang telah disediakan oleh alam dan ramah lingkungan. Suatu kenyataan bahwa
alam memiliki air terjun atau jenis lainnya yang menjadi tempat air mengalir. Dengan teknologi

sekarang maka energi aliran air beserta energi perbedaan ketinggiannya dengan daerah tertentu
(tempat instalasi akan dibangun) dapat diubah menjadi energi listrik,
Seperti dikatakan di atas, Mikrohidro hanyalah sebuah istilah. Mikro artinya kecil sedangkan
hidro artinya air. Dalam, prakteknya istilah ini tidak merupakan sesuatu yang baku namun bisa
dibayangkan bahwa Mikrohidro, pasti mengunakan air sebagai sumber energinya. Yang
membedakan antara istilah Mikrohidro dengan Minihidro adalah output daya yang dihasilkan.
Mikrohidro menghasilkan daya lebih rendah dari 100 W, sedangkan untuk minihidro daya
keluarannya berkisar antara 100 sampai 5000 W. Secara teknis, Mikrohidro memiliki tiga
komponen utama yaitu air (sumber energi), turbin dan generator.
Air yang mengalir dengan kapasitas tertentu disalurkan dari ketinggian tertentu menuju rumah
instalasi (rumah turbin). DI rumah instalasi air tersebut akan menumbuk turbin dimana turbin
sendiri, dipastikan akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi
mekanik berupa berputarnya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian
ditransmisikan ke generator dengan mengunakan kopling. Dari generator akan dihaslikan energi
listrik yang akan masuk ke sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumah-rumah atau
keperluan lainnya (beban). Begitulah secara ringkas proses Mikrohidro merubah energi aliran
dan ketinggian air menjadt energi listrik.
Terdapat sebuah peningkatan kebutuhan suplai daya ke daerah-daerah pedesaan di sejumlah
negara, sebagian untuk mendukung industri-industri, dan sebagian untuk menyediakan
penerangan di malam hari. Kemampuan pemerintah yang terhalang oleh biaya yang tinggi dari
perluasan jaringan listrik, sering membuat Mikro Hidro memberikan sebuah alternatif ekonomi
ke dalam jaringan. Ini karena Skema Mikro Hidro yang mandiri menghemat biaya dari jaringan
transmisi, dan karena skema perluasan jaringan sering memerlukan biaya peralatan dan pegawai
yang mahal.

Dalam kontrak, Skema Mikro Hidro dapat didisain dan dibangun oleh pegawai lokal dan
organisasi yang lebih kecil dengan mengikuti peraturan yang lebih longgar dan menggunakan
teknologi lokal seperti untuk pekerjaan irigasi tradisional atau mesin-mesin buatan lokal.
Pendekatan ini dikenal sebagai Pendekatan Lokal.
2.2. PROSPEK
Perusahaan Listrik Negara (PLN) merupakan lembaga satu-satunya yang diberi
kewenangan Pemerintah untuk mengelola penyediaan sarana listrik di Indeonesia, sampai kini
belum mampu menyediakan tenaga listrik secara maksimal dan merata di seluruh propinsi.
Dalam pengoperasiannya, PLN setiap tahun bahkan mendapat subsidi dari Pemerintah,
terutama untuk pelayanan di Kawasan Timur Indonesia, belum sebanding biaya operasional

yang dikeluarkan dengan penerimaan hasil penjualan listrik dari pelanggan. Khusus di daerah
Papua, yang dianggap cukup membebani biaya operasinal salah satunya adalah jangkauan
jaringan yang tidak efektif, jarak pelanggan yang saling berjauhan, dengan sistim pemukiman
yang tersebar. Selain hal tersebut, penyediaan sarana listrik oleh PLN ini masih didominasi oleh
bahan bakar minyak (BBM), hal mana dengan harga BBM yang sudah tinggi, ditambah lagi
dengan

jangkauan lokasi-lokasi pemukiman di pedalaman Papua yang relatif sulit,

menyebabkan harga minyak di lokasi kebutuhan biayanya akan melambung. Hal yang sama juga
akan terjadi pada pembiayaan pemeliharaan mesin pembangkit.
Kondisi tersebut akan berdampak terhadap tingginya biaya operasional dan tidak
seimbang dengan penerimaan yang diperoleh dari pembelian listrik oleh pelanggan. Hal ini akan
mengakibatkan PLN sulit berorientasi pada propit, tetapi lebih bersifat pelayanan, sementara
persediaan keuangan negara untuk subsidi pun terbatas, sehingga dari segi kualitas, pemadaman
bergilir hampir setiap saat dialami pelanggan/masyarakat, demikian pula dari segi kuantitas,
masih banyak daerah yang belum dapat dijangkau oleh jaringan listrik PLN. Publikasi BPS
melalui data PODES (Potensi Desa), 2003 tercatat sebanyak 3.287 Kampung di Papua, termasuk
Papua Barat yang mendapat jaringan listrik hanya sekitar 29 %, sisanya 71 % entah sampai kapan
bisa meperoleh pula kesempatan untuk menikmati listrik sebagai barang publik
Dengan perkembangan inovasi PLTA yang terus berproses, baik dari inovasi teknologi
maupun inovasi sistimnya, dan melihat secara umum geografi daerah Papua di wilayah Propinsi
Papua Barat, dimana tersedia sumberdaya air yang cukup memadai, maka dimungkinkan
Pembangkit Lisrtrik Tenaga Mikrohodro (PLTMH) dapat menjadi solusi terhadap keterbatasan
suplai listrik di Pulau Papua, termasuk Papua Barat., baik untuk masa sekarang bahkan masa
mendatang.

Dari

sisi

pengelolaan

PLTMH,

dengan

item-item

pengoperasian

serta

pemeliharaannya yang relatif sederhana, maka dimungkinkan pula masyarakat dapat
membentuk suatu wadah untuk menangani langsung pengelolaannya. Ini pun setidaknya
menjadi akses menciptakan rasa memiliki dari masyarakat dan membangun modal sosial
masyarakat.
Pemerintah melalui Peraturan Presiden Nomor 5 tahun 2006 telah

menetapkan Kebijakan

Energi Nasional (KEN). Kebijakan ini bertujuan untuk mengarahkan upaya-upaya dalam
mewujudkan keamanan pasokan energi dalam negeri (security of supply). Salah satu kebijakan
tersebut adalah meningkatkan peran energi baru

dan terbarukan lainnya, termasuk di

dalamnya tenaga air menjadi lebih dari 5 persen pada tahun 2025. Meskipun potensi PLTM dan
PLTMH tidak begitu besar bila dibandingkan dengan potensi PLTA skala besar, namun untuk
wilayah terpencil yang belum terjangkau jaringan listrik maupun wilayah yang tidak mempunyai
sumber bahan bakar lain, potensi yang ada mempunyai prospek untuk dikembangkan.

Disamping itu pemerintah mempunyai program untuk meningkatkan rasio elektrifikasi. Rasio
elektrifikasi merupakan jumlah orang sudah menggunakan tenaga listrik dibandingkan dengan
total jumlah penduduk. Rasio elektrifikasi pada tahun2004 baru mencapai 54,8% dan di
tahun 2010 diharapkan naik menjadi 70%. Tahun2004 angka rasio elektrifikasi tertinggi adalah
di wilayah Jawa dan Bali yang mencapai 59,4%, disusul Sumatera 53,1%,Sulawesi 47,2%,
Kalimantan 46,6% dan wilayah lainnya hanya mencapai 33%.
Apabila dibandingkan dengan negara-negara lain, angka rasio elektrifikasi di Indonesia masih
jauh ketinggalan, misal nya dengan Armenia, Azerbaijan, Brunai Darussalam, Iran, China dan
Singapura,yang sudah mencapai 100%. Untuk meningkatkan rasio ini dibutuhkan penambahan
pembangkit dalam jumlah yang besar sehingga dibutuhkan dana untuk investasi yang besar.
Oleh

karena

itu

dibutuhkan

terobosan

baru

guna

merangsang

investor

untuk

mengembangkan PLTM maupun PLTMH sebagai opsi alternatif dalam meningkatkan rasio
elektrifikasi.
2.3. KEADAAN LINGKUNGAN
Dalam rangka pemenuhan kebutuhan energi daerah diperlukan upaya sebesar-besarnya
penciptaan sumber energi yang dapat dikembangkan di daerah yang bersangkutan, misal energi
terbarukan ramah lingkungan antara lain tenaga panas bumi, tenaga surya, tenaga angin, tenaga
gelombang laut, bio massa dan pembangkit tenaga air. Disamping itu juga sumber enegi tak
terbarukan dari fosil, misalnya tenaga batu bara, minyak dll. Untuk pengembangan energi tak
terbarukan atau tidak ramah lingkungan ini, perlu kajian-kajian mendalam tentang dampak
lingkungan akan muncul secara serius.
Salah satu sumber energi yang sangat cocok di Indonesia yang akan dibahas lebih jauh dalam
tulisan ini adalah Pembangkit Listrik Tenga Mikrohidro (PTMH). PLTMH adalah salah satu
Pembangkit Lidtrik Tenaga Air (PLTA) low head dengan kapasitas kurang dari 500 Kilo Watt
(KW). Potensi total PLTMH di Indonesia tahun 2002 adalah sebesar 500 Mega Watt (MW), yang
sudah dimanfaatkan baru 21 MW. Potensi tersebut sebenarnya masih akan meningkat sejalan
dengan intensitas studi potensi yang dilakukan untuk menemukan lokasi-lokasi baru. Jika
potensi PLTMH dapat di kembangkan maka paling tidak 12.000 MWh (Mega Watt hour) atau
sebesar 14 % dari kebutuhan energi total Indonesia tahun 2005 dapat disumbang dari PLTMH.
Jika studi potensi PLTMH dapat diintensifkan, maka prosentase sumbangan PLTMH terhadap
kebutuhan energi nasional meningkat juga.
Potensi PLTMH di Indonesia tersebar diseluruh kepulauan nusantara. Baik pulau besar maupun
kecil. Jutaan sungai dari hulu sampai hilir di Sumatra, Jawa, Kalimantan, Bali, Madura, ,
Lombok, Sumbawa, Flores, Timor, Sulawesi, Maluku dan Irian Jaya semuanya dapat
dimanfaarkan untuk dibangun PLTMH baik berskala 5 KW sampai 500 KW. Karena potensi
PLTMH tersebut tersebar, maka tingkat kesulitan distribusi kecil, dibanding dengan pembangkit

yang terspusat. Disamping itu PLTMH dapat dimanfaatkan untuk daerah-daerah terpencil yang
sama sekali belum mendapat pasokan listrik. Sehingga dengan mengembangkan PLTMH
pemerataan kesempatan untuk mendapatkan kue pembangunan dan Informasi lebih cepat
tercapai.
PLTMH dipilih karena disamping ramah lingkungan (tidak mengeluarkan emisi) juga secara
teknologi dan investasi dapat dijangkau oleh setiap pemerintah provinsi dan kabupaten di
Indonesia dan hasil energinya dapat segera dinikmati masyarakat.
Teknologi PLTMH dapat dikatakan sederhana. Jika terdapat beda tinggi air di suatu wilayah atau
alur sungai, baik berupa terjunan, alur sungai yang curam atau aliran air sungai yang bisa
dibendung, maka disitu dapat dibangun PLTMH. Besar kecilnya tenaga listrik yang dihasilkan
tergantung debit air dan beda tinggi (head) yang ada. Misal untuk debit 0,5 m3/dt (misal sungai
kecil) dengan beda tinggi 8 m dan efisiensi 60%, dapat dibangkitkan sekitar 24.000 Watt listrik.
Listrik 24.000 Watt ini dapat dipakai mengaliri 240 rumah penduduk dengan tiap rumah 100
Watt secara terus-nenerus (24 jam). Listrik tersebut dapat dipakai untuk industri kecil sebanyak
24 unit dan tiap unit mendapat 1000 Watt dalam 24 jam menyala terus menerus. Jika dilengkapi
dengan komponen penyimpanan energi misal Accumulator (Accu) atau alat lain yang sejenis,
maka energi dari PLTMH ini menjadi sangat efektif. Kelebihan lain PLTMH adalah karena suplai
listrik terus-menerus (24 jam), pada malam hari dapat dipakai sebagai penerangan jalan,
pemukiman dan perkantoran dan pada siang hari disalurkan utuk pengembangan industri kecil
dan menengah di daerah yang bersangkutan atau untuk kebutuhan lainnya.
Komponen-komponen PLTMH, seperti komponen mechanical work seperti turbin (misal tipe
Cross flow dan open flume tipe Kaplan) dan sistem kontrol turbin (control system) umumnya
sudah dapat dibuat oleh pabrik-pabrik manufaktur skala kecil yang ada di Indonesia maupun
bengkel perorangan dan beberapa Perguruan Tinggi. Sedangkan komponen generator
pembangkitnya dapat dibeli di pasaran dengan mudah. Komponen bangunan sipil (civil work)
umunya mudah dikuasai para konsultan dan kontraktor sipil, termasuk juga masyarakat dengan
fasilitasi tenaga ahli.
Biaya investasi untuk PLTMH yang meliputi civil work, mechanical work dan electrical work,
secara umum adalah antara 15 – 20 juta rupiah per KW energi bangkitan (tidak termasuk biaya
pendistribusian). Implementasi secara sederhana adalah misalnya di suatu desa ada sekitar 100
Kepala Keluarga (masing-masing 100 Watt, total 10.000 Watt), maka diperlukan investasi
sebanyak 150 – 200 juta rupiah. Umur PLTMH rata-rata dapat mencapai 25 tahun dengan
perawatan yang baik. Jika tiap kepala keluarga membayar 25 ribu rupiah per bulan (tergantung
tingkat kemampuan masyarakat), didapat uang sebanyak 2,5 juta rupiah per bulan, sehingga
dapat diperkirakan bahwa investasi akan kembali dalam waktu 8 tahun. Tentu saja hitungan
tersebut hanya didasarkan keuntungan sisi pengembalian investasi, namun jika keuntungan

kemajuan masyarakat akibat dari energi dan penerangan yang masuk di daerah tersebut
diperhitungkan secara integral, maka keuntungan dengan adanya PLTMH tersebut akan sangat
tinggi.
PLTMH untuk daerah-daerah yang sudah terdapat jaringan PLN, dapat digunakan sebagai
pemasok energi untuk industri, baik menengah maupun industri kecil yang ada. Disamping itu
berdasarkan Kepmen no. 1122/K/30/MEM/2002, PLTMH dapat menjual energi bangkitannya
langsung kepada PLN melalui interkoneksi ke jaringan PLN. Dalam Kepmen tersebut ditegaskan
bahwa PLN punya kewajiban untuk membeli listrik dari PLTMH yang menjual energi
bangkitannya. Harga beli PLN untuk per KWh listrik tegangan menengah dan rendah masingmasing sebesar 80 % dan 60% dari Harga Pokok Penjualan (HPP). Kepmen ini merupakan
langkah maju dalam desentralisasi penyediaan energi listrik, namun perlu diadakan perubahan
sehingga harga listrik dari PLTMH minimal sama dengan HPP. Hal ini mengingat PLTMH
merupakan pembangkit listrik terbarukan yang ramah lingkungan, sehingga harus mendapatkan
perlakuan lebih baik dari pembangkit listrik dibandingakan dengan pembangkit listrik yang
berbahan bakar fosil.
Namun demikian, pemerintah dan masyarakat perlu waspada terhadap pembangunan PLTMH
ini, karena sebenaranya kita punya pengalaman pahit dengan PLTMH pada era tahun 80 – 90
an. Dimana PLTMH dibangun dengan konsep sangat top down tanpa melibatkan masyarakat
dan tanpa dibarengi dengan penyediaan dan pengembangan sumberdaya manusia (SDM) yang
menguasai teknologi dan sosio-ekonomi PLTMH. Sehingga sekitar 75 % dari PLTMH yang
dibangun pada tahun-tahun tersebut dalam kondisi rusak. Kedepan pemerintah dalam hal ini
jajaran Kementrian Energi dan Sumberdaya Mineral dan Kementrian Pemikiman dan Prasarana
Wilayah serta Pemerintah Provinsi dan Kabupaten perlu menyusun strategi pengembangan
PLTMH yang komprehensif dan berkelanjutan dengan melibatkan masyarakat di seluruh
provinsi dan kabupaten di Indonesia. Perlu pendanaan yang signifikan untuk pengembangan
SDM bidang PLTMH dan tidak terpusat di Jakarta atau Bandung saja, namun justru SDM di
daerah-daerah. Sehingga mereka secara simultan mampu mengidentifikasi potensi PLTMH di
daerahnya, mampu membangun, mampu memelihara dan mampu mengelola PLTMH secara
sosio-ekonomis dan efisien. Jika mereka mampu menguasi PLTMH maka dalam perjalanan
profesinya akan meningkat untuk menguasai Pembangkit Listrik Mini Hidro (kapasitas 5001000 KW) dan akhirnya mampu bermain di level High Head (kapasitas lebih dari 1 MW). Jika
sumberdaya manusia yang menguasahi PLTMH dapat tersebar di seantero nusantara dalam
kualitas kompetensi dan kuantitas yang cukup dan mereka diakomodasi serta didukung
kreativitasnya untuk membangun sumber-sumber energi di masing-masing daerah, maka
harapan terjadinya suatu Revolusi Energi Indonesia akan menjadi kenyataan dan krisis energi
dapat dieliminasi. Jika tidak maka stagnasi pembangunan daerah akan benar-benar terjadi.

2.4. CARA KERJA PLTMH
2.4.1 Kontruksi PLTMH

PLMH mempunyai beberapa bagian penting yang mendukung kemampuan kerjanya. Subsistem
PLMH adalah sebagai berikut :
o

Saluran Pemasukan (Intake)
Terletak di bawah torn air.
Saluran Pembawa (Headrace)
Saluran ini berfungsi membawa air dari saluran pemasukan (Intake) kearah pipa pesat.

o

Pipa Pesat (Penstock)
Pipa ini berguna untuk membawa air jatuh ke arah mesin Turbin. Di samping itu, pipa pesat juga
mempertahankan tekanan air jatuh sehingga energi di dalam gerakan air tidak terbuang. Air di
dalam pipa pesat tidak boleh bocor karena mengakibatkan hilangnya tekanan air.

o

Rumah Pembangkit (Power House)
Bagian ini berfungsi sebagai rumah tempat semua peralatan mekanik dan elektrik PLMH.
Peralatan mekanik seperti Turbin dan Generator berada dalam Rumah Pembangkit, dan juga
kontroler.

o

Mesin PLTMH atau Turbin
Subsistem ini berfungsi mengubah energi air menjadi energi mekanik berupa tenaga
putar/gerak. Turbin termasuk alat mekanik. Turbin dengan bantuan sabuk pemutar
memutar Generator (dinamo besar penghasil listrik) untuk mengubah tenaga putar/ gerak
menjadi listrik. Generator termasuk alat mekanik.

o

Panel atau Peralatan Pengontrol Listrik
Peralatan ini biasanya berbentuk kotak yang ditempel di dinding. Berisi peralatan elektronik
untuk mengatur listrik yang dihasilkan Generator. Panel termasuk alat elektrik.

o

Jaringan Kabel Listrik
Bagian ini berfungsi menyalurkan listrik dari rumah pembangkit ke pemakai.

2.4.2 Cara Kerja
Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu :

o

Air (sumber energi),

o

Turbin dan

o

Generator.

PLT Mikrohidro pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah debit air per detik
yang ada pada aliran air saluran irigasi, sungai atau air terjun. Aliran airini akan memutar poros
turbin sehingga menghasilkan energi mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator
dan menghasilkan listrik.
PLTMH perlu diawali dengan pembangunan bendungan untuk mengatur aliran air yang akan
dimanfaatkan sebagai tenaga penggerak PLTMH. Bendungan ini dapat berupa bendungan beton
atau bendungan beronjong. Bendungan perlu dilengkapi dengan pintu air dan saringan sampah
untuk mencegah masuknya kotoran atau endapan lumpur. Bendungan sebaiknya dibangun pada
dasar sungai yang stabil dan aman terhadap banjir. Di dekat bendungan dibangun bangunan
pengambilan (intake). Kemudian dilanjutkan dengan pembuatan saluran penghantar yang ber
fungsi mengalirkan air dari intake. Saluran ini dilengkapi dengan saluran pelimpah pada setiap
jarak tertentu untuk mengeluarkan air yang berlebih.
Saluran ini dapat berupa saluran terbuka atau tertutup. Di ujung saluran pelimpah dibangun
kolam pengendap. Kolam ini berfungsi untuk mengendapkan pasir dan menyaring kotoran
sehingga air yang masuk keturbin relatif bersih. Saluran ini dibuat dengan memperdalam dan
memperlebar saluran penghantar dan menambahnya

dengan saluran penguras. Kolam

penenang (forebay) juga dibangun untuk menenangkan aliran air yang akan masuk ke turbin
dan mengarahkannya masuk ke pipa pesat (penstok). Saluran ini dibuat dengan konstruksi
beton dan berjarak sedekat mungkin ke rumah turbin untuk menghemat pipa pesat.
Pipa pesat berfungsi mengalirkan air sebelum masuk keturbin. Dalam pipa ini, energi potensial
air di kolam penenang diubah menjadi energi kinetik yang akan memutar roda turbin. Biasanya
terbuat dari pipa baja yang dirol, lalu dilas. Untuk sambungan antar pipa digunakan flens. Pipa
ini harus didukung oleh pondasi y ang mampu menahan beban statis dan dinamisnya. Pondasi
dan dudukan ini diusahakan selurus mungkin, karena itu perlu dirancang sesuai dengan kondisi
tanah.
Turbin, generator dan sistem kontrol masing-masing diletakkan dalam sebuah rumah yang
terpisah. Pondasi turbin-generator juga harus dipisahkan dari pondasirumahnya. Tujuannya
adalah untuk menghindari masalah akibat getaran. Rumah turbin harus dirancang sedemikian
agar memudahkan perawatan dan pemeriksaan. Setelah keluar dari pipa pesat, air akan
memasuki turbin pada bagian inlet. Di dalamnya terdapat guided vane untuk mengatur
pembukaan dan penutupan turbin serta mengatur jumlah air yang masuk ke runner/blade

(komponen utama turbin). Runner terbuat dari baja dengan kekuatan tarik tinggi yang dilas
pada dua buah piringan sejajar. Aliran air akan memutar runner dan menghasilkan energi
kinetic yang akan memutar poros turbin. Energi yang timbul akibat putaran poros kemudian
ditransmisikan ke generator.Seluruh sistem ini harus balance. Turbin perlu dilengkapi casing
yang berf ungsi mengarahkan air kerunner. Pada bagian bawah casing terdapat pengunci turbin.
Bantalan (bearing) terdapat pada sebelah kiri dan kanan poros dan berfungsi untuk meny angga
poros agar dapat berputar dengan lancar. Daya poros dari turbin ini harus ditransmisikan
kegenerator agar dapat diubah menjadi energi listrik. Generator yang dapat digunakan pada
mikrohidro adalah generator sinkron dan generator induksi. Sistem transmisi daya ini dapat
berupa sistem transmisi langsung (daya poros langsung dihubungkan dengan poros generator
dengan bantuan kopling), langsung, yaitu menggunakan sabuk atau belt untukmemindahkan
daya antara dua poros sejajar.
Keuntungan sistem transmisi langsung adalah lebih kompak, mudah dirawat, dan
efisiensinya lebih tinggi. Tetapi sumbu poros harus benar-benar lurus dan putaran poros
generator harus sama dengan kecepatan putar poros turbin .Masalah ketidak lurusan sumbu
dapat diatasi dengan bantuan kopling fleksibel. Gearbox dapat digunakan untukmengoreksi rasio
kecepatan putaran. Sistem transmisi tidak langsung memungkinkan adanya variasi dalam
penggunaan generator secara lebih luas karena kecepatan putar poros generator tidak perlu sama
dengan kecepatan putar poros turbin. Jenis sabuk yang biasa digunakan untuk PLTMH skala
besar adalah jenis flat belt, sedang V-belt digunakan untuk skala di bawah 20 kW.Komponen
pendukung yang diperlukan pada sistem iniadalah pulley, bantalan dan kopling. Listrik yang
dihasilkan oleh generator dapat langsung ditransmisikanl ewat kabel pada tiang-tiang listrik
menuju rumah konsumen.
2.5. KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN
2.5.1. Keuntungan
Keuntungan dari pengembangan PLTM dan PLTMH bagi masyarakat pedesaan dan desa
terpencil antara lain yaitu:
1.

Menggunakan energi terbarukan

2.

Ramah lingkungan

3.

Indonesia memiliki potensi energi air yang besar

4.

Jumlah sumberdaya manusia yang banyak

5.

Indonesia telah mampu membuat turbin air sendiri

6.

Telah ada pabrikan mikrohidro di beberapa wilayah Indonesia

7.

Ada insentif dan bantuan fiskal kepada para pengembang yang tertera dalam Permen
ESDM No. 04 Tahun 2012 Tentang Pembeliah Harga Jual Energi Listrik ke PLN pada kapasitas
tegangan rendah dan menengah

8.

Lokasi sumber daya air untuk PLTM dan PLTMH pada umumnya berada diwilayah
pedesaan dan desa terpencil yang belum terjangkau jaringan listrik,

9.

Penggunaan energi konvensional, seperti batubara untuk pembangkit listrik di wilayah
ini akan memerlukan biaya yang tinggi karena adanya tambahan biaya transportasi bahan.

10.

Mengurangi ketergantungan pada penggunanan bahan bakar fosil, dan

11.

Meningkatkan

kegiatan

perekonomian

sehingga

diharapkan

dapat

menambah

penghasilan masyarakat.
12.

Menjadi energi alternatif pengganti listrik untuk penerangan di desa-desa terpencil yang
tidak tersentuh jaringan PLN.

13.

Penerima manfaat (penduduk desa) yang langsung merasakan manfaat dari potensi air
tentunya akan berupaya untuk menjaga ketersediaan air sepanjang tahun dengan jalan
melestarikan kawasan hutan sebagai kawasan penyangga air di sepanjang Daerah Aliran Sungai
(DAS) yang dimanfaatkan. Di beberapa Desa yang telah membangun PLTMH biasanya
membuat Hukum Adat untuk menjaga kelestarian hutan yang diperkuat dengan Perdes
perlindungan hutan sebagai kawasan penyangga air. Juga berarti menjaga fungsi hutan dalam
menyediakan sumber daya air, energi, penyedia oksigen, penyaring karbon dan konservasi
keanekaragaman hayati.

14.

PLTMH menggantikan penggunaan mesin genset diesel. Dapat mengurangi emisi karbon
akibat pembakaran bahan bakar fosil solar. Dalam satu desa biasanya didapati sekurangkurangnya 10 (sepuluh) buah mesin genset diesel.

15.

Digantikannya peran mesin genset diesel dengan PLTMH sekaligus merupakan
penghematan pemakaian BBM solar yang cukup besar. Sehingga dana yang sedianya untuk
membeli solar dan biaya operasional genset dapat dialokasikan untuk kebutuhan lain, seperti
pendidikan, kesehatan atau kebutuhan ekonomi lainnya.

16.

Penguatan kelembagaan kelompok pengelola listrik desa dan kelompok pelestarian
PLTMH yang berkelanjutan.

17.

PLTMH yang dikelola dengan baik dapat menjadi sumber PADes (Pendapatan Asli Desa).

2.5.2 Kerugian
Beberapa kerugian dalam pembangunan PLTMH diantaranya adalah:
1.

Tidak semua aliran air dapat digunakan untuk pembangunan PLTMH. Faktor debit
aliran sangat menentukan.

2.

Beberapa jenis turbin air sangat sensitif terhadap fluktuasi debit air.

3.

Perlu konservasi daerah tangkapan air, terutama di daerah hulu sungai

4.

Biaya investasi pembangunan masih relatif mahal

5.

Biaya perijinan sebagai syarat untuk memperoleh Power Purchase Agreement
(PAA) dalam membangun PLTMH juga masih relatif tinggi. Padahal PPA merupakan syarat
untuk memperoleh kredit dari Perbankan

6.

Kemampuan teknisi lokal yang masih terbatas dan sering menimbulkan kesalahan yang
fatal

BAB IV
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Penggunaan energi mikrohidro juga dapat digunakan sebagai salah satu alternatif energi untuk
daerah pedesaan karena ramah lingkungan karena tidak mengunakan BBM, sehingga harga jual
listriknya bisa lebih kompetitif dan murah. Walaupun daya yang dihasilkan PLTMH berkisar
antara 10-500 KW akan tetapi sangat membantu masyarakat yang belum mendapatkan listrik
dari PLN. Pertimbangan mengapa PLN belum dapat memberikan listrik pada daerah-daerah
pedesaan mungkin dikarenakan faktor ekonomis, teknis dan lain-lain.
Selain itu keuntungan dengan penggunaan PLTMH adalah pembangkit listrik ini tidak rumit
dalam pembuatannya, harganya yang relatif murah dan yang tidak kalah penting kita sudah
memiliki SDM kompeten dibidang tersebut. Dari keuntungan-keuntungan tersebut sangatlah
tidak logis apabila pemerintah daerah tidak mempertimbangkan alternatif energi PLTMH ini.
Yang juga patut untuk diperhatikan adalah dampak lain yang akan timbul sangatlah besar yaitu
tumbuhnya perekonomian di pedesaan dan masyarakat akan semakin peduli terhadap
kelestarian sumber daya hutan sebagai sumber air dan masyarakat akan termotivasi untuk
memelihara hutan dan vegetasi pohon disekitar mata air serta mencegah pembakaran hutan.
3.2. Saran
PLTMH sangat cocok di tempatkan pada daerah terpencil yang tidak di jangkau oleh jaringan
listrik PLN
Sumber:

https://elektrounimal2011.wordpress.com/2013/01/07/pembangkit-listrik-tenaga-

mikro-hidro/

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO
1. Pendahuluan
Listrik merupakan salah satu kebutuhan yang sangat berperan penting bagi manusia di
bumi, di negara Indoneesia pemasok energi listrik terbesar yaitu PLN, energi yang

dihasilkan PLN digunakan untuk kepentingan umum diantaranya untuk perumahanperumahan, industri, penerangan jalan atau umum, dll.
Akan tetapi peran PLN belum dapat dinikmati oleh sebagian masyarakat terutama
pada daerah yang terpencil. Sebagai contoh faktor kondisi jalan yang sulit dijangkau oleh
peralatan berat dan kondisi perumahan penduduk tersebut tidak membentuk sebuah desa
(terpencar).
Dengan pembahasan ini penulis bermaksud memberikan solusi tentang keterbatasan
jangkauan PLN untuk memasok energi listrik terhadap daerah terpencil. Solusi yang akan
penulis jelesakan adalah Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH). Perlatan yang
digunakan untuk membuat PLTMH ini sangat mudah dicari, murah, dan dapat dirancang oleh
siapapun. Salah satunya menggunakan torn air berukuran sedang, pipa paralon, dan turbin air
yang tidak membutuhkan putaran yang sangat tinggi.
2. Tujuan.
 Untuk memenuhi salah satu nilai dalam mata kuliah Thermodinamika II.
 Membuat PLTMH didaerah yang belum terjangkau PLN, dengan maksud membantu
masyarakat tersebut untuk dapat menikmati listrik. Dengan biaya yang relatif murah.
3. Teori
3.1 Teori Penunjang
 Pengertian Mikro Hidro
Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang
menggunakan energi air. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya
(resources) penghasil listrik memiliki kapasitas aliran dan ketiggian tertentu dari instalasi.
Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar
energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.
Berdasarkan output yang dihasilkan, pembangkit listrik tenaga air dibedakan atas:
1. Large-hydro

: lebih dari 100 MW

2. Medium-hydro

: antara 15 – 100 MW

3. Small-hydro

: antara 1 – 15 MW

4. Mini-hydro

: Daya diatas 100 kW, dibawah 1 MW

5. Micro-hydro

: Output yang dihasilkan berkisar dari 5kW sampai 100 kW; biasanya

digunakan untuk penyediaan energi bagi komunitas kecil atau masyarakat pedesaan yang
terpencil atau susah dijangkau.

6. Pico-hydro

: daya yang dikeluarkan berkisar ratusan watt sampai 5 kW

Pembangkit listrik mikrohidro adalah suatu pembangkit yang dapat menghasilkan
energi listrik sampai dengan 100 KW sedangkan untuk pembangkit listrik yang dapat
menghasilkan energi listrik sebesar 100 KW – 5 MW didefinisikan sebagai pembangkit
listrik.
Secara teknis, PLMH memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi), turbin
dan generator. Air yang mengalir dengan kapasitas tertentu disalurkan dari ketinggian
tertentu menuju rumah instalasi (rumah turbin). Di rumah instalasi, air tersebut akan
menumbuk turbin yang akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi
mekanik berupa berputarnya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian
ditransmisikan ke generator dengan mengunakan kopling. Dari generator akan dihasilkan
energi listrik yang akan masuk ke sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumahrumah atau keperluan lainnya (beban).
Terdapat sebuah peningkatan kebutuhan suplai daya ke daerah-daerah pedesaan di
sejumlah negara, sebagian untuk mendukung industri-industri, dan sebagian untuk
menyediakan penerangan di malam hari. Kemampuan pemerintah yang terhalang oleh biaya
yang tinggi dari perluasan jaringan listrik, sering membuat PLMH memberikan sebuah
alternatif ekonomi ke dalam jaringan. Hal ini dikarenakan skema PLMH yang mandiri
menghemat biaya dari jaringan transmisi, dan skema perluasan jaringan sering memerlukan
biaya peralatan dan pegawai yang mahal. Skema PLMH dapat didesain dan dibangun oleh
pegawai lokal dan organisasi yang lebih kecil dengan mengikuti peraturan yang lebih longgar
dan menggunakan teknologi lokal seperti untuk pekerjaan irigasi tradisional atau mesinmesin buatan lokal. Pendekatan ini dikenal sebagai Pendekatan Lokal.
Persamaan konversi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut :
Daya yang masuk = Daya yang keluar + Kehilangan (Loss)
atau
Daya yang keluar = Daya yang masuk × Efisiensi konversi
Persamaan di atas biasanya digunakan untuk menggambarkan perbedaan yang kecil.
Daya yang masuk, atau total daya yang diserap oleh skema hidro, adalah daya kotor, P gross.
Daya yang manfaatnya dikirim adalah daya bersih, Pnet. Jika efisiensi dari skema tersebut
adalah Eo, maka persamaan tersebut dapat dituliskan menjadi:

Pnet = Pgross × Eo kW

Daya kotor adalah head kotor (Hgross) yang dikalikan dengan debit air (Q) dan juga
dikalikan dengan sebuah faktor g, dimana g = 9,8 m/s2, sehingga persamaan dasar dari
pembangkit listrik adalah :

Pnet = g ×Hgross × Q ×Eo kW
dengan head dalam meter, dan debit air dalam meter kubik per detik dan nilai E omerupakan
fungsi dari konstruksi sipil, penstock, turbin, generator, sistem kontrol, jaringan, dan trafo
dan

dapat

dinyatakan

secara

matematis

sebagai

perkalian

dari

E(konstruksi

sipil) × E(penstock) × E(turbin)Nilai tipikal dari parameter tersebut diberikan pada tablel 1.
Tabel 1. Nilai tipikal parameter Eo
Parameter
E(konstruksi

Nilai
Keterangan
1.0 - (panjang saluran ×

sipil)
E(penstock)
E(turbin)
E(generator)

0.002 ~ 0.005)/ Hgross
0.90 ~ 0.95
0.70 ~ 0.85
0.80 ~ 0.95

tergantung pada panjangnya
tergantung pada tipe turbin
tergantung pada kapasistas
generator

E(sistem

0.97

kontrol)
E(jaringan)

0.90 ~ 0.98

tergantung

pada

panjang

jaringan
E(trafo)

0.98

E(konstruksi sipil) dan E(penstock) adalah yang biasa diperhitungkan sebagaiHead
Loss (Hloss). Dalam kasus ini, persamaan diatas diubah menjadi :

Pnet= g ×(Hgross-Hloss) ×Q ×(Eo – E(konstruksi sipil) – E(penstock ) kW
Persamaan sederhana ini menjadi inti dari semua desain pekerjaan pembangkit listrik.

3.2 Kontruksi PLTMH
PLMH mempunyai beberapa bagian penting yang mendukung kemampuan kerjanya.
Subsistem PLMH adalah sebagai berikut :


Saluran Pemasukan (Intake)

Terletak di bawah torn air.


Saluran Pembawa (Headrace)

Saluran ini berfungsi membawa air dari saluran pemasukan (Intake) kearah pipa pesat.


Pipa Pesat (Penstock)

Pipa ini berguna untuk membawa air jatuh ke arah mesin Turbin. Di samping itu, pipa pesat
juga mempertahankan tekanan air jatuh sehingga energi di dalam gerakan air tidak terbuang.
Air di dalam pipa pesat tidak boleh bocor karena mengakibatkan hilangnya tekanan air.


Rumah Pembangkit (Power House)

Bagian ini berfungsi sebagai rumah tempat semua peralatan mekanik dan elektrik PLMH.
Peralatan mekanik seperti Turbin dan Generator berada dalam Rumah Pembangkit, dan juga
kontroler.


Mesin PLTMH atau Turbin

Subsistem ini berfungsi mengubah energi air menjadi energi mekanik berupa tenaga
putar/gerak. Turbin termasuk alat mekanik. Turbin dengan bantuan sabuk pemutar
memutar Generator (dinamo besar penghasil listrik) untuk mengubah tenaga putar/ gerak
menjadi listrik. Generator termasuk alat mekanik.


Panel atau Peralatan Pengontrol Listrik

Peralatan ini biasanya berbentuk kotak yang ditempel di dinding. Berisi peralatan elektronik
untuk mengatur listrik yang dihasilkan Generator. Panel termasuk alat elektrik.


Jaringan Kabel Listrik

Bagian ini berfungsi menyalurkan listrik dari rumah pembangkit ke pemakai.
3. 3 Pemilihan Turbin
Turbin air berperan untuk mengubah energi air (energi potensial, tekanan dan energi
kinetik) menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros. Putaran poros turbin ini akan
diubah oleh generator menjadi energi listrik.

 Prinsi kerja Turbin Impuls
Energi potensial air diubah men