Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Seb

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
Aldi Priansyah
Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya
Kampus Palembang Jalan Srijaya Negara
Palembang-Bukit Besar
Email: aldipriansyah94@gmail.com
Abstrak
Perkembangan listrik pedesaan yang belum terjangkau oleh jaringan listrik PLN masih
tergantung pada pemakaian mesin diesel. Minat terhadap mesin diesel telah mengalami
penurunan akhir-akhir ini, karena biaya operasional terutama harga bahan bakar yang terus
meningkat dan kekurangan – kekurangan lainnya yang tidak dapat diabaikan, misalnya;
pemadaman berkala, biaya kebutuhan pemeliharaan dan kesulitan yang dialami oleh para
staf dalam melakukan pengiriman bahan bakar yang disebabkan oleh keadaan jalan desa
yang belum memadai dan jarak yang cukup jauh dari agen penyuplai. Stasiun Pembangkit
Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) merupakan salah satu bentuk energi alternatif yang
sangat mungkin untuk dikembangkan di negara - negara dengan sumber air yang tersebar
luas, misalnya Indonesia. Untuk melaksanakan pembangunan PLTMH diperlukan suatu
perencanaan yang matang sehingga perlu disurvey tentang potensi sungai dan kondisi desa
tersebut. Di daerah pedesaan umumnya terdapat saluran irigasi yang utama berfungsi untuk
mengairi sawah dan juga berpotensi untuk digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik
Kata kunci : PLTMH, mesin diesel, pembangkit tenaga listrik, energi alternatif, air


1.

Pendahuluan

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 investasinya cukup bersaing dengan
pembangkit listrik lainnya. Secara sosial,
PLTMH mudah diterima masyarakat luas
(bandingkan 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.
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 air ini akan memutar poros turbin
sehingga menghasilkan energi mekanik.
Energi ini selanjutnya menggerakkan
generator dan menghasilkan listrik. Secara
skematik prinsip PLTMH ditunjukkan

pada Gambar 1. PLTMH mempunyai head
(ketinggian) dan debit air konstan,
sehingga daya potensial air yang masuk ke
turbin (PinT) juga konstan. Dengan
demikian daya masukan (poros) generator
(PinG) juga akan konstan. Sementara itu,

besar daya keluaran gene-rator (PGen)
yang disuplaikan ke beban (PBeban) akan
selalu berubah sesuai dengan kebutuhan
konsumen.

Gambar 1. Skematik PLTMH dengan ELC

Automatic Voltage Regulator (AVR)
bertindak sebagai penjaga tegangan
keluaran generator, sedangkan untuk
menjaga frekuensi agar tetap konstan pada
PLTMH tidak menggunakan sistem
governor sebagaimana pada pembangkitpebangkit besar karena tidak ekonomis.

Untuk keperluan tersebut pada PLTMH
yang menggunakan generator sinkron
menggunakan Electronic Load Control
(ELC) dan untuk PLTMH yang
menggunakan
generator
induksi
menggunakan
Induction
Generator
Controler (IGC).
Aksi pengendali ini untuk menjaga
keseimbangan antara daya beban dan daya
yang masuk ke dummy load (ballast) untuk
mendapatkan daya keluaran total generator
terjaga tetap. Atau dapat dituliskan:
PGen = PBeban + PBallast = Konstan
Dengan demikian putaran atau frekuensi
generator akan terjaga konstan pula.
PLTMH

mempunyai
beberapa
kelebihan, yaitu :
1. Bahan bakar PLTU adalah batu bara.
Berdasarkan pengertian yang sama, kita
dapat mengatakan bahwa bahan bakar
untuk PLTA adalah air (batu bara putih).
Keunggulan bahan bakar untuk PLTA
ini sama sekali tidak habis terpakai
ataupun berubah menjadi sesuatu yang
lain dan merupakan suatu sumber yang

abadi. PLTA tidak menghadapi masalah
pembuangan limbah, sedangkan untuk
PLTU
menghadapi
masalah
pembuangan limbah berupa abu batu
bara.
2. Biaya pengoperasian dan pemeliharaan

PLTA sangat rendah jika dibandingkan
dengan PLTU atau PLTN. Pada PLTU,
disamping pengeluaran biaya untuk
batu bara, perlu diperhitungkan pula
biaya transportasi bahan bakar tersebut.
3. Turbin – turbin pada PLTA bisa
dioperasikan
atau
dihentikan
pengoperasiannya setiap saat.
4. PLTA,
cukup
sederhana
untuk
dimengerti dan cukup mudah untuk
dioperasikan. Ketangguhan sistemnya
dapat lebih diandalkan dibandingkan
dengan sumber – sumber daya yang
lainnya.
5. Peralatan PLTA yang mutakhir,

umumnya memiliki peluang yang besar
untuk bisa dioperasikan selama lebih
dari 50 tahun. Hal ini cukup bersaing
jika dibandingkan dengan umur efektif
dari PLTN yang sekitar 30 tahun.
6. Dengan teknik perencanaan yang
mutakhir, pembangkit listrik dapat
menghasilkan tenaga dengan efisien
yang sangat tinggi meskipun fluktuasi
beban cukup besar.
7. Perkembangan mutakhir yang telah
dicapai pada pengembangan turbin air,
telah
dimungkinkan
untuk
memanfaatkan jenis turbin yang sesuai
dengan keadaan setempat.
8. Pengembangan
PLTA
dengan

memanfaatkan arus sungai dapat
menimbulkan juga manfaat lain seperti
misalnya; pariwisata, perikanan dan lain
-lain, sedangkan jika diperlukan waduk
untuk
keperluan
tersebut
dapat
dimanfaatkan pula misalnya sebagai
irigasi dan pengendali banjir.
Kelemahan - kelemahan PLTMH
1. Sebagaimana yang telah disebutkan
diatas, hampir semua PLTA merupakan
proyek padat modal. Seperti padat
modal yang lain, laju pengembalian
modal proyek PLTA adalah rendah.

2. Masa persiapan suatu proyek PLTA
pada umumnya memakan waktu yang
cukup lama.

3. PLTA sangat tergantung pada aliran
sungai secara alamiah, sehingga pada
umumnya tenaga andalan atau tenaga
mantap akan sangat lebih kecil jika
dibandingkan
dengan
kapasitas
totalnya.
2.

beroperasi dengan efisiensi yang tinggi
apabila dibebani di atas 40%.
Pada pembebanan di bawah 40%
efisisensi generator diesel berkurang
berdasarkan karakteristik kurva tersebut.

Model Sistem Hibrida Mikrohidro

Sistem pembangkit hibrida mikrohidro
terdiri dari turbin mikrohidro dan

generator diesel, seperti pada gambar 2.
Kedua sumber listrik dihubungkan pada
bus AC untuk mencatu beban AC.

Gambar 4. Kurva Efisiensi Generator Diesel

3. Perhitungan Daya Listrik
3.1.
Daya Output Mikrohidro
Daya output turbin mikrohidro
dihitung berdasarkan persamaan:
Gambar 2. Model Sistem Hibrida Mikro Hidro

Pmh ═ ηmh · ρair · gh
2.1.

1000

Data Debit Air


Debit air rata-rata per bulan di lokasi
adalah seperti ditunjukkan pada gambar 3.

Pmh = daya output turbin mikrohidro (kW)
Ηmh = efisiensi turbin mikrohidro (%)
Pair = rapat jenis air (1000 kg/m3)
g = percepata gravitasi bumi (9,81 m/s2)
h = ketinggian efektif (m)
Q = debit aliran air yang masuk ke turbin
(m3/s)
3.2.

Gambar 3. Data Debit Air Rata-Rata Per Bulan

Debit air tertinggi terjadi pada bulanbulan musim hujan (November, Desember
dan Januari). Sedangkan pada musim
kemarau (Juni, Juli dan Agustus) debit air
di lokasi menjadi lebih rendah. Debit air
rata-rata dalam satu tahun adalah sebesar
29,1 L/detik.
2.2.

Generator Diesel

Generator diesel yang digunakan
memiliki karakteristik kurva efisiensi
seperti pada gambar 4. Kurva efisiensi
menunjukkan bahwa generator diesel dapat

Q

Daya Output Generator Diesel

Daya output generator diesel dihitung
berdasarkan persamaan:
Pgen = F·F0· Ygen
F
1

Pgen = daya output generator diesel (kW)
F = tingkat konsumsi bahan bakar (L/jam)
F0 = koefisien intercept (L/jam/kWrated)
F1 = koefisien slope (L/jam/kW)
Ygen = Kapasitas generator diesel (kW)
Pada saat generator diesel tidak
beroperasi, maka nilai tingkat konsumsi
bahan bakar adalah F = 0. Dalam

percobaan ini, nilai-nilai parameter F0 =
0,01609 dan F1 = 0,2486.
4.

1.

Y. Kussuryani, Walujanto,” Action
plan for R&D activities at research
and development center for electricity
and new renewable energy for
answering strategic issues and
achieving key performance year 20102014”, M&E, vol. 8, no. 1, hal. 65-68,
2010.

2.

Rajoriya, E. Fernandez,”Sustainable
energy generation using hybrid energy
system for remote hilly rural area in
India”, International Journal of
Sustainable Engineering, hal. 1-9,
2010.

3.

A. A. Setiawan, Y. Zhao, dan C. V.
Nayar, “Design, economic analysis
and enviromental considerations of
mini-grid hybrid power system with
reserve osmosis desalination plant for
remote areas”, Renewable Energy, vol.
34, hal. 374-383, 2009

4.

Ramadan
Otto,
Perencanaan
Pembangkit Listrik Tenaga MikroHidro
Dengan
Memanfaatkan
Kecepatan Aliran Sungai, Tugas
Akhir, teknik Elektro Unversitas
Diponegoro, Semarang : 2003

Hasil dan Bahasan

Turbin mikrohidro dianggap memiliki
usia pakai selama 30 tahun, sedangkan
generator diesel memiliki batas usia
beroperasi selama 15.000 jam. Dengan
potensi debit air seperti yang ditunjukkan
sebelumnya, maka pemanfaatan turbin
mikro
hidro
dapat
mengurangi
pengoperasian generator diesel. Pada
gambar
5
ditunjukkan
pembagian
pembangkitan energi listrik oleh turbin
mikrohidro dan generator diesel dalam
sistem hibrida mikrohidro/diesel untuk
memenuhi kebutuhan listrik.

Gambar 5. Daya Listrik Sistem Hibrida Mikrohidro/Diesel

Pada sistem hibrida mikrohidro/diesel,
turbin mikrohidro menyumbangkan energi
listrik sebesar 73% dari total listrik yang
dibangkitkan, sedangkan sisanya sebesar
27% dari generator diesel.
5.

Kesimpulan

Pemanfaatan potensi energi air di
daerah terpencil, dapat mengurangi
ketergantungan terhadap bahan bakar
minyak bumi dalam pembangkitan energi
listrik. Pembangkit listrik mikrohidro
merupakan salah satu pemanfaatan potensi
air yang tersedia dan dapat digunakan
untuk membantu generator diesel. Oleh
karena
itu
penggabungan
turbin
mikrohidro dengan generator diesel untuk
membentuk
sistem
hibrida
mikrohidro/diesel sangat disarankan di
daerah-daerah terpencil yang memiliki
potensi debit air yang cukup layak.
Daftar Pustaka

Dokumen yang terkait

Analisis Penyerapan Tenaga Kerja Pada Industri Kerajinan Tangan Di Desa Tutul Kecamatan Balung Kabupaten Jember.

7 76 65

Dampak Kecelakaan Pembangkit Tenaga Nuklir Fukushima Daiichi Terhadap

0 15 13

EFEKTIVITAS IMPLEMENTASI KEBIJAKAN PENEMPATAN TENAGA KERJA INDONESIA DI LUAR NEGERI (PTKLN) BERDASARKAN PERATURAN DAERAH PROPINSI JAWA TIMUR NO.2 TAHUN 2004 BAB II PASAL 2 DI KABUPATEN BONDOWOSO (Studi Kasus pada Dinas Tenaga Kerja dan Transmigrasi Kabupa

3 68 17

IbM Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) Menuju Desa Mandiri Energi

25 108 26

Pengaruh PDB, Investasi, dan Jumlah Unit Usaha terhadap Penyerapan Tenaga Kerja Usaha Kecil dan Menengah di Indonesia Periode 2000-2011

1 22 123

Tinjauan Atas Prosedur Pelaksanaan Pencatatan Persediaan material Pada PT. Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkit Saguling

11 80 36

Daya Tarik Isi Pesan Majalah Dinding "Layanan Informasi Oleh Humas Pusat Pengembangan Dan Pembedayaan Pendidikan Dan Tenaga Kependidikan Ilmu Pengetahuan Alam (P4TK IP) Bandung Terhadap Motivasi Perolehan Informasi Karyawannya

0 12 1

Analisis Sistem Informasi Databse Di Jabatan Fungsional Instalasi Multimedia Di Balai Pelatihan Dan Tenaga Kependidikan Pendidikan Kejuruan (BPPTKPK) Dinas Pendidikan Provinsi Jawa Barat

1 16 61

Analisis Perencanaan Pengendalian Persediaan Komponen Tiang Listrik Besi Tipe 9 Meter Dengan Model Gabungan Economic Order Quantity dan Just In Timed PT.PLN (PERSERO) Pusharlis Unit Workshop dan Pemeliharaan III- Bandung

2 29 1

Aplikasi Manajemen Informasi Rekening Listrik pada PT. PLN (Persero) UPJ Cimahi Kota

0 12 1