PERENCANAAN PEMBUATAN PLTMH DENGAN DAYA 22 KW PADA SUNGAI NGARAI DURIAN DI NAGARI SUNGAI TANANG KABUPATEN AGAM.
TUGAS AKHIR
BIDANG KONVERSI ENERGI
PERENCANAAN PEMBUATAN PLTMH DENGAN DAYA 22
KW PADA SUNGAI NGARAI DURIAN DI NAGARI SUNGAI
TANANG KABUPATEN AGAM
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan
Pendidikan Tahap Sarjana
Oleh :
RONALD PUTRA
0810912078
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK - UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
ABSTRAK
Tingginya laju permintaan terhadap daya listrik tidak diimbangi dengan
peningkatan penyediaan daya listrik yang murah, memadai, dan ramah lingkungan.
Semakin menipisnya sumber daya fosil memicu kenaikan harga energi listrik dan
krisis energi listrik di Indonesia. Untuk itu diperlukan pemanfaatan potensi sumber
energi terbarukan sebagai sumber energi alternatif. Salah satunya adalah potensi
energi air yang dapat dikembangkan menjadi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro
Hidro (PLTMH).
Pada perencanaan ini terlebih dahulu dihitung debit sungai, setelah itu
ditentukan debit rancangan dimana debit rancangan tersebut digunakan untuk
menentukan diameter rancangan pipa pesat. Dari diameter rancangan pipa pesat
tersebut dapat ditentukan tebal pipa. Setelah diketahui diameter dan tebal pipa pesat
dapat ditentukan tegangan pada pipa, jarak maksimum dudukan pondasi, dan rugirugi aliran. Perhitungan selanjutnya adalah menentukan daya yang mampu
dibangkitkan oleh turbin, daya ini akan digunakan untuk merancang dimensi sudu
gerak, spiral casing, draft tube, poros turbin, bantalan, serta pemilihan generator.
Berdasarkan perencanaan PLTMH ini, debit yang didapatkan dari
perhitungan yaitu sebesar 0,623 m3/s sedangkan debit desain ditetapkan pada
kejadian 70% sebesar 0,436 m3/s dengan head bersih 8,223 m. Daya bersih yang
mampu dibangkitkan adalah sebesar 22,7 kW dimana dapat memenuhi kebutuhan
listrik untuk 454 KK dengan asumsi 50 Watt untuk 1 KK. Generator yang digunakan
adalah generator sinkron 3 fasa karena lebih efisien untuk distribusi listrik pada
jarak yang cukup jauh. Generator ini mampu membangkitkan daya sebesar 27,7 kW
dengan frekuensi 50 Hz.
Pendahuluan
Tugas Akhir
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan energi listrik dewasa ini merupakan permasalahan yang senantiasa
menjadi perhatian karena kesejahteraan manusia dalam kehidupan modern sangat
terkait dengan jumlah dan mutu energi yang dimanfaatkan. Bagi Indonesia yang
merupakan salah satu negara berkembang, penyediaan energi merupakan faktor yang
sangat penting dalam mendorong pembangunan.
Energi air merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang masih belum
termanfaatkan secara maksimal di Indonesia. Oleh karena itu, sumber energi ini dapat
dijadikan sebagai sumber energi alternatif dengan adanya pembangunan Pembangkit
Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)
Pada perencanaan ini penulis memanfaatkan Sungai Ngarai Durian nagari
Sungai Tanang Kab. Agam. Sungai tersebut dahulu pernah dimanfaatkan oleh PLN
sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTM), namun sekarang tidak di
fungsikan lagi disebabkan karena debitnya telah berkurang. Setelah ditinjau lagi
ternyata sungai tersebut memiliki peluang untuk pembangunan Pembangkit Listrik
Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)
1.2 Tujuan
Tujuan pelaksanaan Tugas Akhir ini adalah :
Dapat menganalisis perhitungan kecepatan dan debit sungai, diameter, tebal,
tegangan, jarak tumpuan, dan head bersih pipa pesat, dan perencanaan turbin meliputi
perhitungan daya, kecepatan spesifik, pemilihan turbin berdasarkan kecepatan
spesifik, ukuran utama sudu gerak, ukuran utama rumah turbin dan draft tube serta
perencanaan poros turbin dan bantalan yang digunakan pada turbin, serta pemilihan
generator dari Pembangkit Listrik Mikro Hidro (PLTMH).
RONALD PUTRA (0810912078)
1
Pendahuluan
Tugas Akhir
1.3 Manfaat
Manfaat pelaksanaan Tugas Akhir ini adalah :
1. Dapat mengetahui prinsip kerja, komponen-komponen utama serta analisa
perhitungan dari Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH).
2. Sebagai sumber energi listrik yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai
kebutuhan hidup terutama untuk penduduk di pelosok yang membutuhkan
penerangan.
1.4 Batasan Masalah
Penelitian ini hanya membahas :
1. Perhitungan kecepatan dan debit sungai.
2. Perhitungan diameter, tebal, tegangan yang terjadi, jarak tumpuan, dan head
bersih pada pipa pesat.
3. Perencanaan turbin meliputi perhitungan daya, kecepatan spesifik, pemilihan
turbin berdasarkan kecepatan spesifik, ukuran utama sudu gerak, ukuran
utama rumah turbin dan draft tube serta perencanaan poros turbin dan
bantalan yang digunakan pada turbin.
4. Pemilihan generator.
1.5
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan ini terdiri dari beberapa bab yaitu :
a) BAB I
PENDAHULUAN
Menjelaskan mengenai latar belakang, tujuan, manfaat, batasan masalah serta
sistematika penulisan.
b) BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Menjelaskan tentang teori-teori yang berhubungan dengan perencanaan
PLTMH.
c) BAB III
METODOLOGI
Menguraikan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapai tujuan.
RONALD PUTRA (0810912078)
2
Pendahuluan
d) BAB IV
Tugas Akhir
HASIL DAN PEMBAHASAN
Menjelaskan tentang hasil yang didapatkan serta analisanya.
e) BAB V
PENUTUP
Berisi tentang kesimpulan yang didapatkan dari penelitian beserta saran.
RONALD PUTRA (0810912078)
3
BIDANG KONVERSI ENERGI
PERENCANAAN PEMBUATAN PLTMH DENGAN DAYA 22
KW PADA SUNGAI NGARAI DURIAN DI NAGARI SUNGAI
TANANG KABUPATEN AGAM
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan
Pendidikan Tahap Sarjana
Oleh :
RONALD PUTRA
0810912078
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK - UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
ABSTRAK
Tingginya laju permintaan terhadap daya listrik tidak diimbangi dengan
peningkatan penyediaan daya listrik yang murah, memadai, dan ramah lingkungan.
Semakin menipisnya sumber daya fosil memicu kenaikan harga energi listrik dan
krisis energi listrik di Indonesia. Untuk itu diperlukan pemanfaatan potensi sumber
energi terbarukan sebagai sumber energi alternatif. Salah satunya adalah potensi
energi air yang dapat dikembangkan menjadi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro
Hidro (PLTMH).
Pada perencanaan ini terlebih dahulu dihitung debit sungai, setelah itu
ditentukan debit rancangan dimana debit rancangan tersebut digunakan untuk
menentukan diameter rancangan pipa pesat. Dari diameter rancangan pipa pesat
tersebut dapat ditentukan tebal pipa. Setelah diketahui diameter dan tebal pipa pesat
dapat ditentukan tegangan pada pipa, jarak maksimum dudukan pondasi, dan rugirugi aliran. Perhitungan selanjutnya adalah menentukan daya yang mampu
dibangkitkan oleh turbin, daya ini akan digunakan untuk merancang dimensi sudu
gerak, spiral casing, draft tube, poros turbin, bantalan, serta pemilihan generator.
Berdasarkan perencanaan PLTMH ini, debit yang didapatkan dari
perhitungan yaitu sebesar 0,623 m3/s sedangkan debit desain ditetapkan pada
kejadian 70% sebesar 0,436 m3/s dengan head bersih 8,223 m. Daya bersih yang
mampu dibangkitkan adalah sebesar 22,7 kW dimana dapat memenuhi kebutuhan
listrik untuk 454 KK dengan asumsi 50 Watt untuk 1 KK. Generator yang digunakan
adalah generator sinkron 3 fasa karena lebih efisien untuk distribusi listrik pada
jarak yang cukup jauh. Generator ini mampu membangkitkan daya sebesar 27,7 kW
dengan frekuensi 50 Hz.
Pendahuluan
Tugas Akhir
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan energi listrik dewasa ini merupakan permasalahan yang senantiasa
menjadi perhatian karena kesejahteraan manusia dalam kehidupan modern sangat
terkait dengan jumlah dan mutu energi yang dimanfaatkan. Bagi Indonesia yang
merupakan salah satu negara berkembang, penyediaan energi merupakan faktor yang
sangat penting dalam mendorong pembangunan.
Energi air merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang masih belum
termanfaatkan secara maksimal di Indonesia. Oleh karena itu, sumber energi ini dapat
dijadikan sebagai sumber energi alternatif dengan adanya pembangunan Pembangkit
Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)
Pada perencanaan ini penulis memanfaatkan Sungai Ngarai Durian nagari
Sungai Tanang Kab. Agam. Sungai tersebut dahulu pernah dimanfaatkan oleh PLN
sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTM), namun sekarang tidak di
fungsikan lagi disebabkan karena debitnya telah berkurang. Setelah ditinjau lagi
ternyata sungai tersebut memiliki peluang untuk pembangunan Pembangkit Listrik
Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)
1.2 Tujuan
Tujuan pelaksanaan Tugas Akhir ini adalah :
Dapat menganalisis perhitungan kecepatan dan debit sungai, diameter, tebal,
tegangan, jarak tumpuan, dan head bersih pipa pesat, dan perencanaan turbin meliputi
perhitungan daya, kecepatan spesifik, pemilihan turbin berdasarkan kecepatan
spesifik, ukuran utama sudu gerak, ukuran utama rumah turbin dan draft tube serta
perencanaan poros turbin dan bantalan yang digunakan pada turbin, serta pemilihan
generator dari Pembangkit Listrik Mikro Hidro (PLTMH).
RONALD PUTRA (0810912078)
1
Pendahuluan
Tugas Akhir
1.3 Manfaat
Manfaat pelaksanaan Tugas Akhir ini adalah :
1. Dapat mengetahui prinsip kerja, komponen-komponen utama serta analisa
perhitungan dari Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH).
2. Sebagai sumber energi listrik yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai
kebutuhan hidup terutama untuk penduduk di pelosok yang membutuhkan
penerangan.
1.4 Batasan Masalah
Penelitian ini hanya membahas :
1. Perhitungan kecepatan dan debit sungai.
2. Perhitungan diameter, tebal, tegangan yang terjadi, jarak tumpuan, dan head
bersih pada pipa pesat.
3. Perencanaan turbin meliputi perhitungan daya, kecepatan spesifik, pemilihan
turbin berdasarkan kecepatan spesifik, ukuran utama sudu gerak, ukuran
utama rumah turbin dan draft tube serta perencanaan poros turbin dan
bantalan yang digunakan pada turbin.
4. Pemilihan generator.
1.5
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan ini terdiri dari beberapa bab yaitu :
a) BAB I
PENDAHULUAN
Menjelaskan mengenai latar belakang, tujuan, manfaat, batasan masalah serta
sistematika penulisan.
b) BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Menjelaskan tentang teori-teori yang berhubungan dengan perencanaan
PLTMH.
c) BAB III
METODOLOGI
Menguraikan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapai tujuan.
RONALD PUTRA (0810912078)
2
Pendahuluan
d) BAB IV
Tugas Akhir
HASIL DAN PEMBAHASAN
Menjelaskan tentang hasil yang didapatkan serta analisanya.
e) BAB V
PENUTUP
Berisi tentang kesimpulan yang didapatkan dari penelitian beserta saran.
RONALD PUTRA (0810912078)
3