Studi Potensi Sungai Padang Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro Di Kecamatan Sipispis Kabupaten Serdang Bedagai Provinsi Sumatera Utara Tugas Akhir

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertambahan jumlah penduduk dan meningkatnya industrialisasi di daerah Sumatera Utara akan diikuti dengan peningkatan kebutuhan masyarakat terhadap energi listrik yang sangat besar. Untuk itu, perlu adanya pembangkit pembangkit listrik guna memenuhi energi listrik bagi masyarakat yang saat ini hanya bergantung pada suplai dari PLN. Pembangkit listrik tenaga Mikro Hidro (PLTMH) adalah suatu energi terbarukan yang menghasilkan energi listrik dari tenaga air. Di Propinsi Sumatera Utara sendiri termasuk Kabupaten serdang bedagai memiliki potensi sumber energi terbarukan dalam jumlah besar, di antaranya Mini Hidro. Energi listrik merupakan energi sekunder yang sangat diperlukan oleh masyarakat.

Berdasarkan data Statistik Sumatera Utara dalam Angka Tahun 2013, pelayanan tenaga listrik di Sumatera Utara oleh PT. PLN dibagi menjadi 6 Sektor, dan 8 Cabang. PLN Wilayah Sumatera Utara mempunyai tanggung jawab penuh terhadap pembangkitan, transmisi tegangan tinggi dan distribusi tegangan menengah/rendah dalam sektornya masing-masing.

PLN Pembangkitan Sumatera Bagian Utara (PLN Kit Sumbagut) terdiri dari beberapa sektor, yaitu:

1. Sektor Nagan Raya 2. Sektor Belawan 3. Sektor Pandan 4. Sektor Pakanbaru 5. Sektor Medan

6. Sektor Labuhan Angin

Sedangkan PT PLN Wilayah Sumut terdiri dari 8 cabang, yaitu: 1. Cabang Medan

2. Cabang Binjai

3. Cabang Pematang Siantar 4. Cabang Sibolga

5. Cabang Padangsidempuan 6. Cabang Rantau Prapat 7. Cabang Lubuk Pakam 8. Cabang Nias

Unit terbesar Pembangkitan PLN di Sumatera Bagian Utara berada di Sektor Sicanang Belawan persentasi menurut jenis bahan bakar dan Pembangkit swasta (IPP) seperti tabel 1.1.

Tabel 1.1 Daftar Pembangkitan di Sumatera Bagian Utara Tahun 2012

1 Belawan 260.0 929.8 65.0 - - 1,254.8 PLN + Sewa 2 Glugur - 31.5 - - - 31.5 PLN + Sewa 3 Paya Pasir - 119.3 22.0 - - 141.3 PLN + Sewa 4 Tii Kuning - - 20.5 - - 20.5 PLN 5 PLTMH Tersebar - - - 7.5 - 7.5 PLN 6 Sipansihaporas - - - 50.0 - 50.0 PLN 7 Renun - - - 82.0 - 82.0 PLN 8 PLTP Sibayak - - - 11.3 11.3 IPP 9 Labuhan Angin 230.0 - - - - 230.0 PLN 10 PLTM Parlilitan - - - 8.8 - 8.8 IPP 11 PLTM Aek Silau - - - 7.5 - 7.5 IPP 12 PLTM Huta Raja - - - 5.0 - 5.0 IPP 13 PLTA Asahan 1 - - - 180.0 - 180.0 IPP

490.0

1,080.6 107.5 340.8 11.3 2,030.2 24.1

53.2 5.3 16.8 0.6

Pembangkit Milik Batu

Bara Gas HSD Hydro

Panas Bumi Total Total Persentase No Lokasi Pembangkit

Kapasitas Terpasang (MW) / Jenis Bahan Bakar

Dari persentasi data dari tabel diatas, menunjukkan bahwa energi terbarukan dari sumber air hanya berkisar 16,8%, ini berarti masih banyak sumber energi terbarukan dari pemanfaatan air sebagai pembangkit listrik belum direalisasikan, untuk itu pembangunan pemanfaatan air sebagai energi listrik harus segera dilakukan agar aliran listrik tidak dibebankan hanya kepada badan usaha milik negara dalam hal ini PT.PLN.

Di kabupaten Serdang Bedagai, terdapat banyak beberapa sungai yang sangat besar termasuk diantaranya sungai padang yang sangat berpotensi untuk pengembangan pembangkit listrik tenaga mini hidro karena memiliki debit air yang lumayan besar serta tinggi jatuh air yang juga cukup tinggi.

Sejalan dengan kebijaksanaan pemerintah dalam rangka mewujudkan pemanfaatan energi alternatif untuk penghematan energi konvensional secara kooperatif dan meningkatkan taraf hidup masyarakat khususnya di daerah pedesaaan serta mengingat keterbatasan kemampuan PLN sebagai BUMN untuk menambah produksi energi listrik beserta jaringannya di wilayah Sumatera Utara, maka penggunaan PLTM di tempat-tempat terpencil khususnya di daerah pedesaan yang terisolasi merupakan pilihan yang tepat.

Salah satu sarana pokok untuk menumbuhkan ekonomi dan kesejahteraan masyarakat khususnya di wilayah pedesaan adalah tenaga listrik, karena tenaga listrik dapat memberikan manfaat yang sangat besar bagi masyarakat, baik untuk menunjang produksi dan kehidupan sehari-hari maupun menunjang pengembangan energi dan sektor industri kecil, industri menengah, maupun industri besar atau industri rumah tangga.

Pembangunan PLTM dan kegiatan survei energi air beranjak dari konsep:

a. Memanfaatkan energi air yang tersedia di daerah setempat agar diperoleh sumber energi yang murah serta ramah lingkungan dan dapat dilakukan penghematan sumber energi lain seperti minyak dan kayu bakar.

b. Pembangunan listrik yang dihasilkan diarahkan untuk pemakaian yang bersifat produktif agar dapat mendorong aktivitas serta menambah pendapatan ekonomi masyarakat di pedesaan.

c. Penggunaan dan pengelolaan PLTM oleh masyarakat agar maysarakat juga bisa memanfaatkan potensi alam yang ada serta dapat menjaga kelestarian.

Energi air skala kecil (mikro hidro) maupun skala besar (mini hidro) merupakan pilihan energi baru dan terbarukan yang memiliki harapan yang paling baik untuk pembangkitan listrik di daerah pedesaan terutama bagi darah-daerah terpencil dan tertinggal. Seperti dikatakan di atas, mikro hidro hanyalah sebuah istilah. Mikro artinya kecil sedangkan hidro artinya air. Dalam prakteknya, istilah ini tidak merupakan sesuatu yang baku namun bisa dibayangkan bahwa mikro hidro pasti mengunakan air sebagai sumber energinya. Yang membedakan antara istilah mikro hidro dengan mini hidro adalah output daya yang dihasilkan. Mikro hidro menghasilkan daya lebih rendah dari 100 KW, sedangkan untuk mini hidro daya keluarannya berkisar antara 100 KW sampai 2 MW (Khairul Amri, 2008).

Suatu daerah dianggap mempunyai potensi mini hidro jika sekurang-kurangnya memenuhi tiga kriteria yaitu:

a. Mempunyai debit air yang cukup besar.

c. Mempunyai penduduk dan potensi daerah yang dapat dikembangkan untuk sektor ekonomi, sosial, budaya, maupun pariwisata.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan keadaan topografi dan ketersediaan air sungai padang yang telah dibahas di latar belakang diatas, maka dapat dirumuskan bahwa masalah dari penelitian ini adalah :

1. Berapa debit air dan tinggi jatuh air sehingga diperoleh besarnya daya listrik yang dapat memenuhi kebutuhan listrik di kecamatan sipispis?

2. Apakah debit sungai padang untuk pembangkit listrik tenaga mini hidro di kecamatan sipispis kabupaten serdang bedagai provinsi sumatera utara dapat digunakan?

1.3 Maksud dan Tujuan

Maksud dari tugas akhir ini adalah ingin mengetahui seberapa besar potensi debit sungai padang untuk PLTM di Kecamatan Sipispis, Kabupaten serdang bedagai Provinsi Sumatera Utara.

Untuk mencapai maksud tersebut di atas, tujuan penelitian ini adalah :

1. Mengetahui besarnya debit air dan tinggi jatuh (head) di sungai padang kecamatan sipispis kabupaten serdang bedagai.

2. Mengetahui jenis turbin air yang sesuai dengan debit air serta head di sungai padang.

3. Melakukan perhitungan dasar desain saluran pembawa (waterway). 4. Melakukan perhitungan dasar kebutuhan penstock.

1.4 Pembatasan Masalah

Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis ingin mengetahui seberapa besar potensi sungai padang untuk pembangkit listrik tenaga mini hidro serta ketersediaan dan keberlangsungan sumberdaya air yang digunakan secara terus-menerus sebagai elemen utama penyelenggaraan PLTM. Penulis membatasi permasalahannya antara lain :

a. Studi dilakukan pada sungai padang dikecamatan sipispis. b. Tidak meninjau kelayakan secara geologi.

c. Tidak menganalisis volume pekerjaan (bill of quantity). d. Tidak mengkaji nilai investasi untuk kelayakan pembangunan.

e. Desain dasar pekerjaan sipil PLTM meliputi desain dasar saluran pembawa dan saluran penstock.

1.5 Ruang Lingkup Kegiatan

Adapun ruang lingkup kegiatan yang akan dilakukan dalam survei lokasi tenaga air ini antara lain:

a. Melakukan studi literatur dari berbagai referensi serta buku-buku yang berkaitan dengan sumber energi air termasuk gambaran umum daerah studi. b. Melakukan koordinasi dengan instansi terkait pengumpulan data seperti BWS

dan juga BMKG setempat.

c. Melakukan pengamatan di lapangan untuk memperoleh gambaran tentang kondisi fisik sungai padang yang menjadi alternatif program pengembangan ketenagalistrikan, seperti pengumpulan data topografi dan data hidrologi.

d. Melakukan pengukuran beberapa parameter yang dibutuhkan untuk mengetahui besar potensi pembangkit listrik yang tersedia di masing-masing lokasi studi, yang meliputi:

• Pengukuran debit air di sungai padang.

• Pengukuran ketinggian jatuh air yang mungkin bisa dimanfaatkan untuk pembangunan PLTM maupun energi lainnya.

e. Melaksanakan analisis pembahasan terhadap data dan informasi yang telah diperoleh dengan didukung berbagai diskusi untuk menghasilkan laporan studi yang diinginkan.

1.6 Manfaat penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Bagi penulis : sebagai studi mahasiswa tentang mata kuliah yang berkaitan dengan pembangkit listrik tenaga mini hidro yang dipelajari di departemen teknik sipil universitas sumatera utara dengan aplikasi di lapangan.

2. Bagi akademik : sebagai mutu pembelajaran dan referensi bagi pihak-pihak yang membutuhkan.

3. Bagi masyarakat : sebagai masukan yang dapat digunakan untuk dapat mendesain pembangkit listrik tenaga mini hidro.

1.7 Metodologi penelitian

Studi dalam tugas akhir ini tentang penelaahan teori-teori dan konsep-konsep yang mempunyai relevansi dengan PLTM. Ini dilakukan dengan mempelajari buku-buku, diktat-diktat, jurnal-jurnal ilmiah dan literatur lainnya, serta dari dosen pembimbing yang sangat saya harapkan bimbingannya untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

1.8 Sistematika Penulisan

Untuk memperjelas tahapan yang dilakukan dalam tugas akhir ini, penulisan tugas akhir ini dikelompokkan ke dalam 5 (lima) bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut:

Bab I Pendahuluan

Menguraikan tinjauan umum, latar belakang penyusunan laporan, perumusan masalah, maksud dan tujuan, pembatasan masalah, metodologi penelitian, ruang lingkup kegiatan, manfaat penelitian serta sistematika penulisan.

Bab II Tinjauan Pustaka

Pada bab ini dijabarkan uraian teoritis tentang PLTMH, yang meliputi penjelasan bagian-bagian PLTMH, pekerjaan sipil serta mekanikal dan elektrikal, serta standar yang digunakan dalam membangun PLTMH.

Bab III Gambaran Umum Lokasi Studi

Bab ini menjelaskan gambaran lokasi studi di mana survei tenaga air dilakukan yaitu di Kecamatan Sipispis. Gambaran lokasi meliputi letak geografis, topografi, keadaan alam, dan kondisi hidroklimatologi.

Bab IV Metodologi Penelitian

Pada bab ini dijelaskan metodologi mencakup konsep berpikir, pengambilan data, analisa data, dan berbagai pendekatan yang dipakai dalam pelaksanaan pekerjaan.

Bab V Analisis dan Pembahasan

Berisikan tentang pengolahan dan perhitungan terhadap data-data yang dikumpulkan, dan kemudian dilakukan analisis secara komprehensif terhadap hasil-hasil yang diperoleh.

Bab VI Kesimpulan Dan Saran

Merupakan penutup yang berisikan tentang kesimpulan dan saran yang diperoleh dari pembahasan bab-bab sebelumnya, dan saran-saran yang berkaitan dengan studi ini dan rekomendasi untuk diterapkan di lokasi studi.

Pembangunan PLTM dan kegiatan survei energi air beranjak dari konsep:

a. Memanfaatkan energi air yang tersedia di daerah setempat agar diperoleh sumber energi yang murah serta ramah lingkungan dan dapat dilakukan penghematan sumber energi lain seperti minyak dan kayu bakar.

b. Pembangunan listrik yang dihasilkan diarahkan untuk pemakaian yang bersifat produktif agar dapat mendorong aktivitas serta menambah pendapatan ekonomi masyarakat di pedesaan.

c. Penggunaan dan pengelolaan PLTM oleh masyarakat agar maysarakat juga bisa memanfaatkan potensi alam yang ada serta dapat menjaga kelestarian.

Energi air skala kecil (mikro hidro) maupun skala besar (mini hidro) merupakan pilihan energi baru dan terbarukan yang memiliki harapan yang paling baik untuk pembangkitan listrik di daerah pedesaan terutama bagi darah-daerah terpencil dan tertinggal. Seperti dikatakan di atas, mikro hidro hanyalah sebuah istilah. Mikro artinya kecil sedangkan hidro artinya air. Dalam prakteknya, istilah ini tidak merupakan sesuatu yang baku namun bisa dibayangkan bahwa mikro hidro pasti mengunakan air sebagai sumber energinya. Yang membedakan antara istilah mikro hidro dengan mini hidro adalah output daya yang dihasilkan. Mikro hidro menghasilkan daya lebih rendah dari 100 KW, sedangkan untuk mini hidro daya keluarannya berkisar antara 100 KW sampai 2 MW (Khairul Amri, 2008).

Suatu daerah dianggap mempunyai potensi mini hidro jika sekurang-kurangnya memenuhi tiga kriteria yaitu:

a. Mempunyai debit air yang cukup besar.

c. Mempunyai penduduk dan potensi daerah yang dapat dikembangkan untuk sektor ekonomi, sosial, budaya, maupun pariwisata.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan keadaan topografi dan ketersediaan air sungai padang yang telah dibahas di latar belakang diatas, maka dapat dirumuskan bahwa masalah dari penelitian ini adalah :

1. Berapa debit air dan tinggi jatuh air sehingga diperoleh besarnya daya listrik yang dapat memenuhi kebutuhan listrik di kecamatan sipispis?

2. Apakah debit sungai padang untuk pembangkit listrik tenaga mini hidro di kecamatan sipispis kabupaten serdang bedagai provinsi sumatera utara dapat digunakan?

1.3 Maksud dan Tujuan

Maksud dari tugas akhir ini adalah ingin mengetahui seberapa besar potensi debit sungai padang untuk PLTM di Kecamatan Sipispis, Kabupaten serdang bedagai Provinsi Sumatera Utara.

Untuk mencapai maksud tersebut di atas, tujuan penelitian ini adalah :

1. Mengetahui besarnya debit air dan tinggi jatuh (head) di sungai padang kecamatan sipispis kabupaten serdang bedagai.

2. Mengetahui jenis turbin air yang sesuai dengan debit air serta head di sungai padang.

3. Melakukan perhitungan dasar desain saluran pembawa (waterway). 4. Melakukan perhitungan dasar kebutuhan penstock.

1.4 Pembatasan Masalah

Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis ingin mengetahui seberapa besar potensi sungai padang untuk pembangkit listrik tenaga mini hidro serta ketersediaan dan keberlangsungan sumberdaya air yang digunakan secara terus-menerus sebagai elemen utama penyelenggaraan PLTM. Penulis membatasi permasalahannya antara lain :

a. Studi dilakukan pada sungai padang dikecamatan sipispis. b. Tidak meninjau kelayakan secara geologi.

c. Tidak menganalisis volume pekerjaan (bill of quantity). d. Tidak mengkaji nilai investasi untuk kelayakan pembangunan.

e. Desain dasar pekerjaan sipil PLTM meliputi desain dasar saluran pembawa dan saluran penstock.

1.5 Ruang Lingkup Kegiatan

Adapun ruang lingkup kegiatan yang akan dilakukan dalam survei lokasi tenaga air ini antara lain:

a. Melakukan studi literatur dari berbagai referensi serta buku-buku yang berkaitan dengan sumber energi air termasuk gambaran umum daerah studi. b. Melakukan koordinasi dengan instansi terkait pengumpulan data seperti BWS

dan juga BMKG setempat.

c. Melakukan pengamatan di lapangan untuk memperoleh gambaran tentang kondisi fisik sungai padang yang menjadi alternatif program pengembangan ketenagalistrikan, seperti pengumpulan data topografi dan data hidrologi.

d. Melakukan pengukuran beberapa parameter yang dibutuhkan untuk mengetahui besar potensi pembangkit listrik yang tersedia di masing-masing lokasi studi, yang meliputi:

• Pengukuran debit air di sungai padang.

• Pengukuran ketinggian jatuh air yang mungkin bisa dimanfaatkan untuk pembangunan PLTM maupun energi lainnya.

e. Melaksanakan analisis pembahasan terhadap data dan informasi yang telah diperoleh dengan didukung berbagai diskusi untuk menghasilkan laporan studi yang diinginkan.

1.6 Manfaat penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Bagi penulis : sebagai studi mahasiswa tentang mata kuliah yang berkaitan dengan pembangkit listrik tenaga mini hidro yang dipelajari di departemen teknik sipil universitas sumatera utara dengan aplikasi di lapangan.

2. Bagi akademik : sebagai mutu pembelajaran dan referensi bagi pihak-pihak yang membutuhkan.

3. Bagi masyarakat : sebagai masukan yang dapat digunakan untuk dapat mendesain pembangkit listrik tenaga mini hidro.

1.7 Metodologi penelitian

Studi dalam tugas akhir ini tentang penelaahan teori-teori dan konsep-konsep yang mempunyai relevansi dengan PLTM. Ini dilakukan dengan mempelajari buku-buku, diktat-diktat, jurnal-jurnal ilmiah dan literatur lainnya, serta dari dosen pembimbing yang sangat saya harapkan bimbingannya untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

1.8 Sistematika Penulisan

Untuk memperjelas tahapan yang dilakukan dalam tugas akhir ini, penulisan tugas akhir ini dikelompokkan ke dalam 5 (lima) bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut:

Bab I Pendahuluan

Menguraikan tinjauan umum, latar belakang penyusunan laporan, perumusan masalah, maksud dan tujuan, pembatasan masalah, metodologi penelitian, ruang lingkup kegiatan, manfaat penelitian serta sistematika penulisan.

Bab II Tinjauan Pustaka

Pada bab ini dijabarkan uraian teoritis tentang PLTMH, yang meliputi penjelasan bagian-bagian PLTMH, pekerjaan sipil serta mekanikal dan elektrikal, serta standar yang digunakan dalam membangun PLTMH.

Bab III Gambaran Umum Lokasi Studi

Bab ini menjelaskan gambaran lokasi studi di mana survei tenaga air dilakukan yaitu di Kecamatan Sipispis. Gambaran lokasi meliputi letak geografis, topografi, keadaan alam, dan kondisi hidroklimatologi.

Bab IV Metodologi Penelitian

Pada bab ini dijelaskan metodologi mencakup konsep berpikir, pengambilan data, analisa data, dan berbagai pendekatan yang dipakai dalam pelaksanaan pekerjaan.

Bab V Analisis dan Pembahasan

Berisikan tentang pengolahan dan perhitungan terhadap data-data yang dikumpulkan, dan kemudian dilakukan analisis secara komprehensif terhadap hasil-hasil yang diperoleh.

Bab VI Kesimpulan Dan Saran

Merupakan penutup yang berisikan tentang kesimpulan dan saran yang diperoleh dari pembahasan bab-bab sebelumnya, dan saran-saran yang berkaitan dengan studi ini dan rekomendasi untuk diterapkan di lokasi studi.