makalah water power & microhidropower

26
WA TER POWER AND MICROHYDROPOWER  Disusun untuk memenuhi tugas Matakuliah Statistika yang dibimbing oleh Bapak Dr. H. M. Alfian Mizar, MP MAKALAH O!H " Aden Ay un Barkos #$%$$#&%'()' Halimahtus Mukminna #$%$$#&%$)*& P+ A UNIVERSITAS NEGERI MALANG PASCASARJANA PRODI PENDIDIKAN KEJURUAN FEBRUARI 2016 BAB I

Upload: aden-ayun-barkos

Post on 13-Apr-2018

237 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 1/26

WATER POWER AND MICROHYDROPOWER 

 

Disusun untuk memenuhi tugas Matakuliah Statistika yang dibimbing

oleh Bapak Dr. H. M. Alfian Mizar, MP

MAKALAH

O!H "Aden Ayun Barkos #$%$$#&%'()'

Halimahtus Mukminna #$%$$#&%$)*&

P+ A

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

PASCASARJANA

PRODI PENDIDIKAN KEJURUAN

FEBRUARI 2016

BAB I

Page 2: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 2/26

PENDAHULUAN

A. Lata B!"a#a$%

!nergi air adalah energi yang telah dimanfaatkan se-ara luas di ndonesia

yang dalam skala besar telah digunakan sebagai pembangkit listrik. Beberapa

 perusahaan di bidang pertanian bahkan /uga memiliki pembangkit listrik sendiri

yang bersumber dari energi air. Di masa mendatang untuk pembangunan pedesaan

termasuk industri ke-il yang /auh dari /aringan listrik nasional, energi yang

dibangkitkan melalui sistem mikrohidro diperkirakan akan tumbuh se-ara pesat.

!nergi memiliki peranan penting dalam menun/ang kehidupan manusia.

Berbagai kebutuhan manusia bergantung kepada energi. 0idak dapat dipungkiri

 bah1a kema/uan peradaban suatu 2egara tidak dapat lepas dari ketersediaan

energinya. Seiring dengan perkembangan zaman kebutuhan akan energi pun terus

meningkat. 3ntuk dapat memenuhi kebutuhan energi yang digunakan oleh

manusia maka perlu dilakukan pemanfaatan energi yang tersedia di alam se-ara

optimal.

Salah satu sumber energi yang sangat -o-ok dikembangkan di ndonesia

adalah pembangkit listrik tenaga air baik skala besar ataupun skala ke-il

4P0MH5. Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah

didapat, karena pada air tersimpan energi potensial 4pada air /atuh5 dan energi

kinetik 4pada air mengalir5. Air dapat digunakan men/adi salah satu sumber

energi alternatif untuk menggantikan energi bahan bakar fosil yang semakin

menipis. Menurut data !SDM, potensi hidro yang ada di ndonesia untuk skala

 besar terinditifikasi *$ 67 dengan kapasitas terpasang 8(%% M7 atau hanya

termanfaatkan $,' 9. Sedangkan untuk energi hidroskala ke-il, ndonesia

mempunyai potensi sebesar 8$% M7 dan baru dimanfaatkan sebesar (#% M7atau sekitar 8','* 9. Diren-anakan pada tahun (%($ pemanfaatan mikro hidro

sebesar 8$% M7.

B. R&'&(a$ Ma(a"a)

Berdasarkan uraian latar belakang di atas maka dapat di rumuskan

masalah:masalah sebagai berikut"

#. Apa yang dimaksud energi air 4water power 5 ;

Page 3: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 3/26

(. Bagaimana potensi air sebagai sumber energi ;

<. Apa yang dimaksud mikrohidropo1er ;

8. Bagaimana sistem mikrohidro beker/a ;

$. Bagaimana teknologi P0MH ;

'. Bagaimana prinsip ker/a P0MH ;*. Bagaimana peren-anaan instalasi P0MH ;

&. Apa keuntungan dan kerugian teknologi P0MH ;

C. T&*&a$ P!$&"+(a$

Berdasarkan uraian rumusan masalah di atas maka dapat di ketahui tu/uan

 penulisan dari makalah sebagai berikut"

#. 3ntuk mengenal dan mengetahui energi air 4water power 5

(. 3ntuk mendeskripsikan potensi air sebagai sumber energi

<. 3ntuk mengenal dan mengetahui mikrohidropo1er ;8. 3ntuk mendeskripsikan sistem mikrohidro beker/a ;

$. 3ntuk mendeskripsikan teknologi P0MH ;

'. 3ntuk mendeskripsikan prinsip ker/a P0MH ;

*. 3ntuk mendeskripsikan peren-anaan instalasi P0MH ;

&. 3ntuk mengetahui keuntungan dan kerugian teknologi P0MH ;

BAB II

PEMBAHASAN

A. T!$a%a A+ ,Water Power -

1. P!$%!t+a$ T!$a%a A+

Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat,

karena pada air tersimpan energi potensial 4pada air /atuh5 dan energi kinetik

4pada air mengalir5. 0enaga air 4 Hydropower 5 adalah energi yang diperoleh dari

air yang mengalir. !nergi yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan

dalam 1u/ud energi mekanis maupun energi listrik. Pemanfaatan energi air

Page 4: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 4/26

 banyak dilakukan dengan menggunakan kin-ir air atau turbin air yang

memanfaatkan adanya suatu air ter/un atau aliran air di sungai. Se/ak a1al abad

#& kin-ir air banyak dimanfaatkan sebagai penggerak penggilingan gandum,

 penggerga/ian kayu dan mesin tekstil. Memasuki abad #) turbin air mulai

dikembangkan.

Besarnya tenaga air yang tersedia dari suatu sumber air bergantung pada

 besarnya head dan debit air. Dalam hubungan dengan reser=oir air maka head  

adalah beda ketinggian antara muka air pada reser=oir dengan muka air keluar

dari kin-ir air>turbin air. 0otal energi yang tersedia dari suatu reser=oir air adalah

merupakan energi potensial air 

E ' . % . )dengan

m adalah massa air 

h adalah head  4m5

 g adalah per-epatan gra=itasi

Pada dasarnya, air di seluruh permukaan bumi ini bergerak 4mengalir5. Di

alam sekitar kita, kita mengetahui bah1a air memiliki siklus. Di mana air

menguap, kemudian terkondensasi men/adi a1an. Air akan /atuh sebagai hu/an

setelah ia memiliki massa yang -ukup. Air yang /atuh di dataran tinggi akan

terakumulasi men/adi aliran sungai. Aliran sungai ini menu/u ke laut.

Di laut /uga terdapat gerakan air, yaitu gelombang pasang, ombak, dan

arus laut. 6elombang pasang dipengaruhi oleh gra=itasi bulan, sedangkan ombak 

disebabkan oleh angin yang berhembus di permukaan laut dan arus laut di

sebabkan oleh perbedan kerapatan 4massa /enis air5, suhu dan tekanan, serta rotasi

 bumi.

0enaga air yang memanfaatkan gerakan air biasanya didapat dari sungai

yang dibendung. Pada bagian ba1ah dam tersebut terdapat lubang:lubang saluran

air. Pada lubang:lubang tersebut terdapat turbin yang berfungsi mengubah energi

kinetik dari gerakan air men/adi energi mekanik yang dapat menggerakan

generator listrik. !nergi listrik yang berasal dari energi kinetik air disebut

?hydroelectric?. Hydroelectric ini menyumbang sekitar *#$.%%% M7 atau sekitar

Page 5: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 5/26

#)9 kebutuhan listrik dunia. Bahkan di +anada, '#9 dari kebutuhan listrik

negara berasal dari Hydroelectric.

2. P/t!$(+ A+ S!a%a+ S&'! E$!%+

!nergi air digunakan karena memiliki massa dan mampu mengalir. Air

memiliki massa /enis &%% kali dibandingkan udara. Bahkan gerakan air yang

lambat mampu diubah ke dalam bentuk energi lain. 0urbin air didesain untuk

mendapatkan energi dari berbagai /enis reser=oir, yang diperhitungkan dari /umlah

massa air, ketinggian, hingga ke-epatan air. !nergi air dimanfaatkan dalam

 bentuk"

a5 Bendungan pembangkit listrik.

 b5 Mikrohidro yang dibangun untuk membangkitkan listrik hingga skala #%%

kilo1att. 3mumnya dipakai di daerah terpen-il yang memiliki banyak sumber

air.

-5  Run-of-the-river  yang dibangun dengan memanfaatkan energi kinetik dari

aliran air tanpa membutuhkan reser=oir air yang besar.

Potensi air sebagai sumber energi terutama digunakan sebagai penyedia

energi listrik melalui pembangkit listrik tenaga air maupun mikrohidro. Potensi

tenaga air di seluruh ndonesia diperkirakan sebesar *$.'&8 M7. Potensi ini dapat

dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik dengan kapasitas #%% M7 ke atas

dengan /umlah sekitar &%% M7.

Banyaknya sungai dan danau air ta1ar yang ada di ndonesia merupakan

modal a1al untuk pengembangan energi air ini. 2amun eksploitasi terhadap

sumber energi yang satu ini /uga harus memperhatikan ekosistem lingkungan

yang sudah ada. Selain memanfaatkan air /atuh, hydropower  dapat diperoleh dari

aliran air datar. Dalam hal ini energi yang tersedia merupakan energi kinetik.

Salah satu penerapannya adalah kin-ir Air. Pemanfaatan energi air dalam

skala ke-il dapat berupa penerapan kin-ir air dan turbin. Dikenal ada tiga /enis

kin-ir air berdasarkan sistem aliran airnya, yaitu" overshot , breast : shot , dan

under : shot . Pada kin-ir overshot , air melalui atas kin-ir dan kin-ir berada di

 ba1ah aliran air. Air memutar kin-ir dan air /atuh ke permukaan lebih rendah.

+in-ir bergerak searah /arum /am. Pada kin-ir breast-shot , kin-ir diletakkan

se/a/ar dengan aliran air sehingga air mengalir melalui tengah:tengah kin-ir. Air

memutar kin-ir berla1anan dengan arah /arum /am. Pada kin-ir under-shot , posisi

kin-ir air diletakkan agak ke atas dan sedikit menyentuh air. Aliran air yang

Page 6: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 6/26

menyentuh kin-ir menggerakkan kin-ir sehingga berla1anan arah dengan /arum

 /am.

Besar daya yang dapat diberikan aliran air melalui kin-ir atau turbin dapat

dihitung dengan rumus berikut "

Dimana "

Bhp @ Daya yang diberikan aliran air melalui kin-ir 47att5

@ !fisiensi sistem 4:5

@ Berat air persatuan =olume 42>m<5

C @ Debit air 4m<>det5

h @ +etinggian permukaan 4m5

B. M+/)3/4/5!

1. P!$%!t+a$ M+/)3/4/5!

Mikrohidro hanyalah sebuah istilah. Mikro artinya ke-il sedangkan hidro

artinya air. Dalam prakteknya istilah ini tidak merupakan sesuatu yang baku

namun Mikrohidro, pasti menggunakan air sebagai sumber energinya. Pembangkit

isrik 0enaga Mikrohidro 4P0MH5 adalah istilah yang digunakan untuk instalasi

 pembangkit listrik yang menggunakan energi air. +ondisi air yang bisa

dimanfaatkan sebagai sumber daya 4resources5 penghasil listrik adalah yang

memiliki kapasitas aliran dan ketinggian tertentu serta instalasi. Pembangkit listrik 

ke-il yang dapat menggunakan tenaga air dengan -ara memanfaatkan tinggi

ter/unan>head  4dalam meter5 dan /umlah debit airnya 4m<>detik5. Semakin besar

kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari instalasi maka semakin besar energi

yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.

2. S+(t!' M+#/)+3/

Sistem mikrohidro 6ambar # terdiri dari penampungan air dalam bentuk

 bendungan ke-il 4A5, melalui sebuah pipa yang u/ungnya dipasangkan filter untuk 

menyaring air sehingga kotoran tidak masuk ke pipa dan turbin.

Page 7: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 7/26

Ga'a 1. S+(t!' 4!'a$%#+t "+(t+# '+#/)+3/

+eterangan 6ambar "

A. 0angki air dari bendungan

B. Pipa lubang angin

. Pipa pesat

D. +atup pembuka atau Gate valve

!. Spear =al=eE. 6enerator 

6. 0urbin

H. Dudukan 0urbin

Pipa menu/u turbin sering disebut pipa pesat 45, dilengkapi dengan pipa

 pernapasan udara 4B5 gunanya agar udara yang ter/ebak dalam pipa bisa keluar

dan tidak menghantam sudu:sudu turbin. +atup pembuka 4D5 dipasang

sebelumturbin, gunanya untuk menutup aliran air ke 0urbin, ketika dilakukan

 perbaikan berkala pada turbin. Aliran air dari pipa pesat mele1ati katup spear 4!5

untuk mengatur debit air yang masuk ke turbin air 465. Akibat energi potensial air,

sudu:sudu turbin akan memutar poros turbin yang dikopel langsung dengan

generator listrik 4E5. 6enerator akan menghasilkan energi listrik yang siap

digunakan untuk berbagai kebutuhan. Air buangan dialiskan ke saluran

 pembuangan dan kembali ke sungai.

. T!#$/"/%+ PLTMH

Page 8: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 8/26

P0MH umumnya merupakan pembangkit listrik /enis run of ri=er dimana

head diperoleh tidak dengan -ara membangun bendungan besar, melainkan

dengan mengalihkan aliran air sungai ke satu sisi dari sungai tersebut selan/utnya

mengalirkannya lagi ke sungai pada suatu tempat dimana beda tinggi yang

diperlukan sudah diperoleh. Pembangkit listrik tenaga air diba1ah (%% k7

digolongkan sebagai P0MH. Biasanya Mikrohidro dibangun berdasarkan adanya

air yang mengalir di suatu daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang memadai.

stilah kapasitas menga-u kepada /umlah =olume aliran air persatuan 1aktu 4 flow

capacity5, sedangan beda ketinggian daerah aliran sampai ke instalasi dikenal

dengan istilah head . Mikrohidro /uga dikenal sebagai white resources dengan

ter/emahan bebasnya yaitu Fenergi putihF. Sebab instalasi pembangkit listrik

seperti ini mengunakan sumber daya yang disediakan oleh alam dan ramah

lingkungan. Suatu kenyataan bah1a alam memiliki air ter/un atau /enis lainnya

yang men/adi tempat air mengalir. Dengan perkembangan teknologi sekarang

maka energi aliran air beserta energi dari pengaruh perbedaan ketinggian dengan

daerah tertentu 4tempat instalasi yang akan dibangun5 akan dapat diubah men/adi

energi listrik.

  Ga'a 2. Ba%+a$ 3a"a' 4/5! )/&(! PLTMH

Sebuah skema hidro memerlukan dua hal yaitu debit air dan ketinggian

 /atuh 4biasa disebut G Head’  untuk menghasilkan tenaga yang bermanfaat. ni

Page 9: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 9/26

adalah sebuah sistem kon=ersi tenaga, menyerap tenaga dari bentuk ketinggian

dan aliran, dan menyalurkan tenaga dalam bentuk daya listrik atau daya gagang

mekanik. 0idak ada sistem kon=ersi daya yang dapat mengirim sebanyak yang

diserap dikurangi sebagian daya hilang oleh sistem itu sendiri dalam bentuk

gesekan, panas, suara dan sebagainya

7. P+$(+4 K!*a PLTMH

Se-ara teknis P0MH memiliki tiga komponen utama yaitu air 4hydro5,

turbin, dan generator. Prinsip ker/a dari P0MH sendiri pada dasarnya sama

dengan P0A hanya sa/a berbeda kapasitasnya atau besarnya. P0MH pada

 prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian atau sudut kemiringan dan /umlah

debit air per detik yang ada pada saluran irigasi, sungai, maupun air ter/un. Aliran

air akan memutar turbin sehingga akan menghasilkan energi mekanik. !nergi

mekanik turbin akan memutar generator dan generator menghasilkan listrik.

Skema prinsip ker/a P0MH dapat dilihat pada gambar berikut "

Ga'a . P+$(+4 #!*a PLTMH

+omponen P0MH dan mekanisme ker/anya, terdiri dari "

1. B!$3&$%a$

Pembangunan P0MH perlu dia1ali dengan pembangunan bendungan untuk

mengatur aliran air yang akan dimanfaatkan sebagai tenaga penggerak

Page 10: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 10/26

P0MH. Bendungan ini perlu dilengkapi dengan pintu air dan penyaring

sampah 4 filter 5 untuk men-egah masuknya kotoran maupun endapan lumpur.

Bendungan sebaiknya dibangun pada dasar sungai yang stabil dan aman

terhadap ban/ir.

Ga'a 7. B!$3&$%a$ ,Da'-

2. Ba$%&$a$ P!$%a'+" , Intake-

Di dekat bendungan dibangun bangunan pengambil 4intake5, kemudian

dilan/utkan dengan pembuatan saluran pemba1a yang berfungsi mengalirkan

air dari intake.

Ga'a 8. Ba$%&$a$ P!$%a'+"

. Sa"&a$ P!'a5a , Headrace-

Saluran ini dilengkapi dengan saluran pelimpah pada setiap /arak tertentu

untuk mengeluarkan air yang berlebih. Saluran ini dapat berupa saluran

terbuka atau tertutup. Di u/ung saluran pelimpah dibangun kolam pengendap.

+olam ini berfungsi untuk mengendapkan pasir dan menyaring kotoran

sehingga air yang masuk ke turbin relatif bersih. Saluran ini dibangun dengan

Page 11: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 11/26

-ara memperdalam dan memperlebar saluran pemba1a dan menambahnya

dengan saluran penguras.

 Ga'a 6. Sa"&a$ P!'a5a

7. Ba# P!$a'4&$%a$9 Ba# 4!$!$a$% , Headtank -Bak penenang > bak penampungan /uga dibangun untuk menenangkan aliran

air yang akan masuk ke turbin dan mengarahkannya masuk ke pipa pesat, serta

untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir, kayu kayuan.. Bak ini

dibuat dengan konstruksi beton dan ber/arak sedekat mungkin ke rumah turbin

untuk menghemat pipa pesat.

Ga'a :. Sa"&a$ P!$!$a$%

8. P+4a P!(at , Penstock -

Pipa pesat berfungsi mengalirkan air sebelum masuk ke turbin. Dalam pipa

ini, energi potensial air di kolam penenang diubah men/adi energi kinetik yang

akan memutar roda turbin. Biasanya terbuat dari pipa ba/a yang dirol, lalu

dilas. 3ntuk sambungan antar pipa digunakan flens. Pipa ini harus didukung

oleh pondasi yang mampu menahan beban statis dan dinamisnya. Pondasi dan

dudukan ini diusahakan selurus mungkin, karena itu perlu diran-ang sesuai

dengan kondisi tanah.

Page 12: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 12/26

Ga'a ;. P+4a P!(at

6. R&'a) 4!'a$%#+t , Power House-

0urbin, generator dan sistem kontrol masing:masing diletakkan dalam sebuah

rumah yang terpisah. Pondasi turbin:generator /uga harus dipisahkan dari

 pondasi rumahnya. 0u/uannya adalah untuk menghindari masalah akibatgetaran.

Ga'a <. R&'a) P!'a$%#+t

a- Kat&4 &ta'a ,invet value-

+atub utama dipasang didepan turbin berfungsi untuk membuka aliran air,

Menstart turbin atau menutup aliran 4menghentikan turbin5. +atup utama

ditutup saat perbaikan turbin atau perbaikan mesin dalam rumah

 pembangkit. Pengaturan tekanan air pada katup utama digunakan pompa

hidrolik.- R&'a) t&+$

umah turbin harus diran-ang sedemikian agar memudahkan pera1atan

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 /umlah air yang masuk

ke runner >blade 4komponen utama turbin5. unner terbuat dari ba/a

dengan kekuatan tarik tinggi yang dilas pada dua buah piringan se/a/ar.

Aliran air akan memutar runner dan menghasilkan energi kinetik yang

Page 13: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 13/26

akan memutar poros turbin. !nergi yang timbul akibat putaran poros

kemudian ditransmisikan ke generator. Seluruh sistem ini harus balan-e,

turbin harus dilengkapi -asing yang berfungsi mengarahkan air ke runner.

Pada bagian ba1ah -asing terdapat pengun-i turbin. Bantalan 4bearing 5

terdapat pada sebelah kiri dan kanan poros dan berfungsi untuk

menyangga poros agar dapat berputar dengan lan-ar.

Ga'a 10. T&+$

- R&'a) %!$!at/.

Daya poros dari turbin ini harus ditransmisikan ke generator agar dapat

diubah men/adi energi listrik. 6enerator yang dapat digunakan pada

mikrohidro adalah generator sinkron dan generator induksi. Sistem

transmisi daya ini dapat berupa sistem transmisi langsung 4daya poros

langsung dihubungkan dengan poros generator dengan bantuan kopling5,

atau sistem transmisi daya tidak langsung, yaitu menggunakan sabuk atau

 belt untuk memindahkan daya antara dua poros se/a/ar. +euntungan sistem

transmisi langsung adalah lebih kompak, mudah dira1at, dan efisiensinya

lebih tinggi. 0etapi sumbu poros harus benar:benar lurus dan putaran poros

generator harus sama dengan ke-epatan putar poros turbin. Masalah

ketidaklurusan sumbu dapat diatasi dengan bantuan kopling fleksibel.

6earboI dapat digunakan untuk mengoreksi rasio ke-epatan putaran.

Sistem transmisi tidak langsung memungkinkan adanya =ariasi dalam

 penggunaan generator se-ara lebih luas karena ke-epatan putar poros

generator tidak perlu sama dengan ke-epatan putar poros turbin. enis

Page 14: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 14/26

sabuk yang biasa digunakan untuk P0MH skala besar adalah /enis flat

 belt, sedang J:belt digunakan untuk skala di ba1ah (% k7. +omponen

 pendukung yang diperlukan pada sistem ini adalah pulley, bantalan dan

kopling. istrik yang dihasilkan oleh generator dapat langsung

ditransmisikan le1at kabel pada tiang:tiang listrik menu/u rumah

konsumen.

Ga'a 11. G!$!at/

#5 6enerator Sinkron

6enerator sinkron, system eksitasi tanpa sikat 4brushless excitation5

dengan penggunaan dua tumpuan bantalan 4two bearing 5. 6enerator

sinkron merupakan mesin listrik bolak balik yang mengubah energi

mekanik men/adi energi listrik arus bolak balik. !nergi mekanik

diperoleh dari penggerak mula 4 prime mover 5 yang terkopel dengan

rotor generator, sedangkan energi listrik diperoleh diperoleh dari

 proses induksi elektromagnetik yang melibatkan kumparan rotor dan

kumparan stator. Mesin listrik A ini disebut sinkron karena rotor

 berputar se-ara sinkron atau berputar dengan ke-epatan yang samadengan ke-epatan yang sama dengan ke-epatan medan magnet putar.

(5 6enerator nduksi

ndu-tion motor sebagai generator 4MA65 sumbu =erti-al, pada

 peren-anaan turbin propeller open flume. 6enerator induksi

merupakan salah satu/enis generator A yang menerapkan prinsip

motor induksi untuk menghasilkan daya. 6enerator induksi

dioperasikan dengan menggerakkan rotornya se-ara mekanis lebih

-epat daripada ke-epatan sinkron sehingga menghasilkan slip negatif.

Page 15: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 15/26

Motor induksi biasa umumnya dapat digunakan sebagai sebuah

generator tanpa ada modifikasi internal. 6enerator induksi sangat

 berguna pada aplikasi:aplikasi seperti pembangkit listrik mikrohidro,

turbin angin, atau untuk menurunkan aliran gas bertekanan tinggi ke

tekanan rendah, karena dapat memanfaatkan energi dengan

 pengontrolan yang relatif sederhana. 6enerator induksi adalah

generator yang menggunakan prinsip induksi elektromagnetik dalam

 pengoperasiannya. 6enerator ini dapat beker/a pada putaran rendah

serta tidak tetap ke-epatannya, sehingga generator induksi banyak

digunakan pada pembangkit listrik dengan daya yang rendah seperti

 pada pembangkit listrik tenaga mikrohidro atau pembangkit listrik

tenaga baru.

 

Ga'a 12. G!$!at/ (+$#/$ Ga'a 1. %!$!at/ +$3&#(+d5 Penghubung turbin dengan generator, penghubung turbin dengan generator 

atau sistem transmisi energi ekanik ini dapat digunakan sabuk atau puli,

roda gerigi atau dihubungkan langsung pada porosnya.

#5 Sabuk atau puli digunakan /ika putaran per menit 4rpm5 turbin belum

memenuhi putaran rotor pada generator, /adi puli berfungsi untuk

menurunkan atau menaikan rpm motor generator.

(5 oda gerigi mempunyai sifat yang sama dengan puli

<5 Penghubung langsung pada poros turbin dan generator, /ika putaran

turbin sudah lama dengan putaran rotor pada generator.

Page 16: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 16/26

Ga'a 17. I$(ta"a(+ PLTMH

3ntuk menghitung potensi daya yang dimiliki oleh suatu sungai atau

sumber aliran air yang akan di/adikan P0MH digunakan rumus persamaan

 berikut"

P % . = . H$ . >

D+'a$a ?

P 3aa ,Watt-

= 3!+t a"+a$ ,'

9(-H$ !3a #!t+$%%+a$ ,'-

% 4!!4ata$ %a@+ta(+ , <.; '9(2-

> !+(+!$(+ #!(!"&&)a$

C/$t/) Ka(&( ?

Diketahui data di suatu lokasi adalah sebagai berikut"

Debit air 4C5 @ <%% m<>s(, beda ketinggian lokasi 4Hn5 @ #( m dan !fisiensi dari

keseluruhan 4- @ %.$. Maka, besarnya potensi daya 4P5 adalah"P @ ).& I C I Hn I

  @ ).& I <%% I #( I %.$

  @ #* '8% 7

  @ #*.'8 k7

:. P!!$a$aa$ I$(ta"a(+ S+(t!' PLTMH

Pemilihan lokasi dan layout dasar merupakan hal yang paling utama dalam

 peren-anaan P0MH. Pembangkit istrik 0enaga Mikrohidro 4P0MH5 pada

Page 17: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 17/26

dasarnya memanfaatkan energy potensial air 6atuhan air5. Semakin tinggi /atuhan

air 4head 5 maka semakin besar energi potensial air yang dapat diubah men/adi

energi listrik. Di samping faktor geografis yang memungkinkan, tinggi /atuhan air

4head 5 dapat pula diperoleh dengan membendung aliran air sehingga permukaan

air men/adi tinggi. Se-ara umum lay:out sistem P0MH merupakan pembangkit

 /enis run off river , memanfaatkan aliran air permukaan 4sungai5. +omponen

sistern P0MH tersebut terdiri dari bangunan intake 4penyadap5 K bendungan, bak 

 pengendap dan penenang, saluran pelimpah, pipa pesat, rumah pembangkit dan

saluran pembuangan. Basi- lay:out pada peren-anaan pengembangan P0MH

dimulai dari penentuan lokasi intake, bagaimana aliran air akan diba1a ke turbin

dan penentuan tempat rumah pembangkit untuk rnendapatkan tinggi /atuhan

4head 5 optimum dan aman dari ban/ir.

a. L/#a(+ a$%&$a$ intake

Pada umumnya instalasi P0MH merupakan pembangkit listrik tenaga air

 /enis aliran sungai langsung, /arang yang merupakan /enis 1aduk 4bendungan

 besar5. +onstruksi bangunan intake untuk mengambil air langsung dari sungai

dapat berupa bendungan 4intake dam5 yang melintang sepan/ang lebar sungai

atau langsung membagi aliran air sungai tanpa dilengkapi bangunan

 bendungan. okasi intake harus dipilih se-ara -ermat untuk menghindarkan

masalah di kemudian hari.

. K/$3+(+ 3a(a (&$%a+

okasi intake harus memiliki dasar sungai yang relatif stabil, apalagi bila

 bangunan intake tersebut tanpa bendungan 4intake dam5. Dasar sungai yang

tidak stabil mudah mengalami erosi sehingga permukaan dasar sungai lebih

rendah dibandingkan dasar bangunan intake. Hal ini akan menghambat aliran

air memasuki intake. Dasar sungai berupa lapisanllempeng batuan merupakan

tempat yang stabil. 0empat di mana kemiringan sungainya ke-il, umumnya

memiliki dasar sungai yang relatif stabil. Pada kondisi yang tidak

memungkinkan diperoleh lokasi intake dengan dasar sungai yang relatif stabil

dan erosi pada dasar sungai memungkinkan teladi, maka konstruksi bangunan

intake dilengkapi dengan bendungan untuk men/aga ketinggian dasar sungai

di sekitar intake.

. B!$t&# a"+a$ (&$%a+

Page 18: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 18/26

Salah satu permasalahan yang sering ter/adi pada instalasi P0MH adalah

kerusakan pada bangunan intake yang disebabkan oleh ban/ir. Hal tersebut

sering ter/adi pada intake yang ditempatkan pada sisi luar sungai. Pada bagian

sisi luar sungai mudah erosi serta ra1an terhadap ban/ir. Batu:batuan, batang

 pohon serta berbagai material yang terba1a ban/ir akan mengarah pada bagian

tersebut. Sementara itu bagian sisi dalam sungai merupakan tempat ter/adinya

 pengendapan lumpur dan sedimentasi, sehingga tidak -o-ok untuk lokasi

intake. okasi intake yang baik terletak sepan/ang bagian sungai yang

relatif lurus di mana aliran akan terdorong memasuki intake se-ara alami

dengan memba1a beban 4bed load 5 yang ke-il.

3. L/#a(+ &'a) 4!'a$%#+t , power house-Pada dasarnya setiap pembangun an mikrohidro berusaha untuk

mendapatkan head yang maksimum. +onsekuensinya lokasi rumah

 pembangkit 4 power house5 berada pada tempat yang serendah mungkin.

+arena alasan keamanan dan 'nstruksi, lantai rumah pembangkit har us

selalu lebih tinggi dibandingkan permukaan air sungai. Data dan informasi

ketinggian permukaan sungai pada 1aktu ban/ir sangat diperlukan dalam

menentukan lokasi rumah pembangkit. Selain lokasi rumah pembangkit

 berada pada ketinggian yang aman, saluran pembuangan air 4tail race5 harus

terlindung oleh kondisi alam, seperti batu:batuan besar. Disarankan u/ung

saluran tail ra-e tidak terletak pada bagian sisi luar sungai karena akan

mendapat beban yang besar pada saat ban/ir, serta memungkinkan masuknya

aliran air menu/u ke rumah pembangkit.

Page 19: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 19/26

Ga'a 18. La/&t PLTMH

;. M!'+"+) L/#a(+ M+#/)+3/

Ada dua faktor yang mempengaruhi output daya generator mikrohidro,

yaitu ketinggian /atuh air dan debit aliran. +etinggian /atuh air merupakan /arak

=ertikal antara turbin dengan bendungan air, yang diukur dalam meter. Debit

aliran merupakan /umlah dari air yang mele1ati turbin tiap 1aktu, yang diukur

dalam liter>detik. 0abel # menun/ukan berma-am kombinasi ketinggian dan aliran

air untuk men-apai output daya maksimum yang diinginkan untuk tiap model"

Daa /&t4&t G!$!at/ P/&t  <; H = KW

Di mana"

H @ tinggi efektif /atuh air 4m5

C @ debit air liter>detik 

Ta!" 1. Daa O&t4&t H&&$%a$$a 3!$%a$ T+$%%+ 3a$ D!+t

Page 20: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 20/26

Sebagai -ontoh, /ika ketinggian /atuh air (8 meter dan debit aliran air <<.<

liter>detik, menggunakan table maka akan menghasilkan daya listrik sampai 8.*

k7.

a. P!$%&#&a$ K!t+$%%+a$

+etinggian /atuh air merupakan tinggi =ertikal di mana air mengalir masuk ke

 pipa pesat lalu turun ke permukaan turbin. ni ditun/ukan pada gambar sistem.

3ntuk mengukur, gunakan pita pengukur>meteran dan klinometer atau spirit

le=el. +urang akurat tapi digunakan sebagai -ara alternatif yang bermanfaat

untuk Anda membuatnya sendiri dari setengah tube>botol transparan yang diisi

dengan air. katlah di bagian atas dari # meter pan/ang stik lalu u/ung bagian

horizontal dari u/ung atas bagian yang miring seperti tingkatan arus.

Ga'a 16. M!$%&#& #!t+$%%+a$ *at&) a+

alan ke atas daerah dari tempat landai di mana akan menempatkan turbin ke

sumber air berada atau lakukan kebalikannya. alan ke ba1ah dari tempat

landai dari mana sumber air berada ke tempat terbaik untuk menempatkan

turbin.

Dengan menu/u tingkatan yg diraih dan mengulang kembali prosesnya

ketinggian total dapat terukur 46ambar #$.<5. Metode lain digunakan untuk 

 pengukur tekanan dan pan/ang selang yang akurat. Pengukuran tekanan

menun/ukan#.8(( psi>meter dari ketinggian. Sebagai -ontoh ketinggian (8 m

tekanan <8 psi sampai ketinggian <8 m dengan tekanan 8& psi. 3ntuk kedua

model mikrohidro tertentu, ketinggian harusnya antara (8 m dan <8 m. ika

ukurannya lebih pendek, maka output yang dihasilkan akan berkurang. 0etapi

 bila lebih besar maka daya keluarannya pun akan bertambah. Bertambah

 besarnya daya keluaran memang menguntungkan, tetapi /ika terlalu tinggi

Page 21: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 21/26

rotor akan berputar sangat -epat dan mengakibatkan berkurangnya umur 

 bearing. angan men-oba untuk melebihi ketinggian yang telah disarankan

. P!$%&#&a$ A"+a$

alan terbaik untuk mengukur aliran air ialah dengan menggunakan Fmetoda

 bendunganF.akukan pengukuran sendiri atau minta petun/uk konsultan ahli

yang berpengalaman. Metoda lainnya ialah Fmetode be/ana>bakF. Ambil

 bagian pipa yang memiliki diameter yang sama dengan pipa pesat, masukan

ke kali atau bendungan di mana ada aliran datang dan lakukan pengukuran

aliran dari sini. Dari 6ambar #*, pipa yang pendek 4kurang dari # meter5

dipendam ke dalam FbendunganF ke-il gunakan lumpur atau semen. 3/ung

atas pipa berada di ba1ah permukaan air dan bagian pipa lainnya mengalirkan

air dari kali. +etika mun-ul aliran yg tenang, segera tempatkan ember untuk 

menampung aliran dan saat itu adalah 1aktu untuk mengisi ember. 3kuran

ember untuk menampung air berkisar #%%K(%% liter 4setengah atau memenuhi

tong minyak kosong5. Bagi =olume ember 4dalam liter5 dengan 1aktu

 pemenuhan 4dalam detik5 untuk memperoleh aliran rata:rata dalam liter per 

detik.

Ga'a 1:. M!$%&#& D!+t A+

. P!$%&#&a$ L/#a(+ M+#/)+3/

Saat lokasi ketinggian dan aliran sudah pada tempat yang benar baru

kemudian pan/ang dan posisi pipa pesat dapat ditentukan. Selain ketinggian

=ertikal penting yang harus diperhatikan tingkat kemiringan horizontal dan

 pan/ang pipa pesat dapat berubah 1alaupun kemiringan pipa pesat yang

seharusnya L '%. Pipa pesat harus terbuat dari ba/a dengan diameter #$% mm

Page 22: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 22/26

dan ketebalan 8 mm. +atup gate harus dipasang agar dapat menutup kapan

sa/a saat ter/adi tekanan tinggi di u/ung pipa pesat. alan terbaik untuk 

mengurangi pan/ang pipa pesat ditun/ukan pada

Ga'a 1;. Ja"& 4+4a a- a$% '!"+$%#a - *a"& '!'+$ta(

Pipa pesat di1akili oleh garis hitam A:B. Pada gambar yang pertama 4A5

 pipa pesat mengikuti /alur kali. ni merupakan pemborosan pan/ang dan biaya.

Pada gambar B, /alur yang paling gampang 4langsung5 dipilih untuk mengurangi

 pan/ang dan biaya. 6ambar menun/ukan /alur saluran alternatif atau  power 

conduit memotong sisi bukit. Air yang diba1a ke tempat turbin sebelumnya dan

mengurangi pan/ang pipa pesat yang dibutuhkan. Saluran pipa air mengikuti

kontur bukit dan hanya memerlukan parit sederhana yang luasnya <% -m I <% -m.

Saat memasang pipa pesat, -oba /aga agar selalu lurus dan terhindar, -obalah

untuk membuatnya tetap berdiri dan memghindari bagian ta/am atau sudut. 3ntuk 

melakukannya, bagian dari pun-ak kemiringan mungkin membutuhkan

 penggalian saat 4di tempat lain5 pipa pesat mungkin membutuhkan kutub bantu.

Ga'a 1<. P+4a '!"+$ta( 3a$ 4!'&a$%a$ a+ #! (&$%a+

Page 23: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 23/26

Bendungan atau tangki penampung air di atas pipa pesat didesain agar dapat

menampung =olume air kira:kira (,$ kali =olume air di pipa pesat 4#.*$%

liter5. 3kuran desain yang ideal ditun/ukan pada pada gambar sistem,

1alaupun pada point utama digunakan untuk memastikan /angan sampai

 bendungan kosong. Bagian atas pipa pesat biasanya tidak ditempatkan di

 ba1ah tetapi beberapa /alur dinding bagian atas bendungan, /adi bagian ba1ah

 bendungannya seolah mengendap agar dapat menarik pasir atau lumpur yang

dapat menyumbat turbin.

<. K!"!+)a$ 3a$ K!#&a$%a$ PLTMH

Pembangkit listrik tenaga mikrohidro memiliki berbagai kelebihan sebagai

 pembangkit listrik berskala ke-il, diantaranya yaitu "

a5 !nergi yang tersedia tidak akan habis selagi siklus dapat kita /aga dengan baik,

seperti daerah tangkapan atau -at-hment area, =egetasi sungai dan sebagainya.

 b5 Proses yang dilakukan mudah dan murah, harga turbin, generator, panel

kontrol, hingga pembangunan sipilnya kira:kira p $ /uta per +7

4kondisional5.

-5 0idak menimbulkan polutan yang berbahaya.

d5 Dapat diproduksi di ndonesia, sehingga /ika ter/adi kerusakan tidak akan sulit

untuk mendapatkan sparepart:nya.

e5 ika menerapkan mikrohidro sebagai pembangkit listrik se-ara tidak langsung

kita ditutuntut untuk mengelola dan menata lingkungan agar tetap seimbang,

sehingga sudah barang tentu tidak akan menimbulkan kerusakan lingkungan

seperti ban/ir, tanah longsor atau erosi. Dan pada gilirannya ekosistem sungai

atau daerah tangkapan akan tetap ter/aga, dengan -ara ini pula pemanasan

global dapat lebih teredam.

f5 Mengurangi tingkat konsumsi energi fosil, langkah ini akan berperan dalam

mengendalikan la/u harga minyak di pasar internasional. Dengan kata lain,

 /ika akan membangun P0MH dengan daya #%% +7 4#%%.%%% 7att5

dibutuhkan biaya p $%% /uta. Biaya tersebut relatif murah dibandingkan

dengan menggunakan sumber listrik dari berbahan bakar fosil 4BBM5.

+euntungan lain yang didapat dengan mengembangkan P0MH,salah satunya

adalah karena teknologi P0MH andal dan kokoh hingga mampu beroperasi

lebih dari #$ tahun.

Page 24: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 24/26

Sedangkan untuk ada kekurangan dari sistem P0MH adalah sebagai

 berikut "

a5 Sumber pembangkit berupa air, besarnya listrik yang dihasilkan P0MH

 bergntung pada tinggi /atuhnya air dan =olume air. Pada musim kemarau

kemampuan P0MH akan menurun karena /umlah air biasanya berkurang.

 b5 3kuran 6enerator tidak menun/ukkan kemampuan produksi listriknya karena

semuanya tergantung pada /umlah air dan ketinggian /atuh air sehingga ukuran

generator bukan penentu utama kapasitas P0MH.

-5 ika /umlah pelanggan melebihi kemampuan P0MH, maka kualitas listrik

akan menurun. ika pelanggan sudah berlebih, maka penggunaan listrik harus

diatur. Aturan umum adalah # pelanggan paling sedikit mengkonsumsi $%

7att listrik 4< buah lampu neon> < buah lampu bohlam #%:#$ 7att5.

d5 Semakin dekat /arak Pelanggan ke Pembangkit, maka kualitas listrik /uga

lebih baik. Semakin /auh /arak pelanggan, maka listrik yang hilang /uga

semakin banyak. arak pelanggan ter/auh yang dian/urkan adalah antara #:(

km dari P0MH.

e5 ika pelanggan menggunakan listrik se-ara berlebih, maka kualitas listrik

menurun dan membahayakan peralatan.Satu pelanggan melanggar, maka yang

rugi adalah seluruh pelanggan.

BAB III

PENUTUP

K!(+'4&"a$

Dari uraian pembahasan diatas, dapat disimpulkan sebagai berikut "

#. !nergi air dimanfaatkan dalam bentuk bendungan pembangkit listrik,

mikrohidro yang dibangun untuk membangkitkan listrik hingga skala #%%

kilo1att, dan run-of-the-river  yang dibangun dengan memanfaatkan energi

kinetik dari aliran air tanpa membutuhkan reser=oir air yang besar.

(. Pembangkit listrik tenaga mikrohidro merupakan salah satu sumber energy

terbarukan yang memiliki potensi begitu besar untuk dikembangkan di 2egara

kita ndonesia. +arena 2egara kita memiliki begitu banyak suangai dan hutan

hu/an tropis sebagai penyedia sumber energy tersebut. 0ergantung kita lagi

untuk seberapa besar upaya kita untuk memaksialkannya terutama di ka1asan

 pedesaan yang belum tersentuh aliran listrik. Dengan adanya P0MH

Page 25: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 25/26

diharapkan suatu desa mampu men/adi desa yang mandiri akan sumber

listriknya sendiri. Dengan adanya sumber listrik di desa tersebut diharapakan

akan mendongkrak kema/uan desa tersebut di berbagai se-tor kehidupan.

Saa$

Dengan pembangkit listrik tenaga mikrohidro di harapkan men/adi solusi

 bagi 2egara kita untuk memenuhi sebagian atau seluruh masyarakat ndoesia

akan kebutuhan listrik terutama di daerah terpen-il yang tidak ter/angkau oleh

sumber listrik agar semua masyarakat bia menikmati adanya listrik 

DAFTAR PUSTAKA

 NNNNNNNNNNNNNN. (%#$. Energi Terbarukan. 4Online5,

4https">>id.1ikipedia.org>1iki>!nergiNterbarukan5, diakses tanggal #%

Eebruari (%#'5.

 NNNNNNNNNNNNNN. (%#8. Energi ir . 4Online5,

4http">>1eb.ipb.a-.id>tepfteta>elearning>media>!nergi9(%dan9(%istrik 9(%Pertanian>MA0!9(%7!B9(%!P>Bab9(%J9(%!2!6

9(%A>indeIAir.htm5, diakses tanggal #% Eebruari (%#'.

Ansori, nsya. (%#8. !embangkit "istrik Tenaga #ikro Hidro $!"T#H%& 4Online5,

4http">>insyaansori.blogspot.-o.id>(%#8>%(>pembangkit:listrik:tenaga:

mikro:hidro.html5 diakses tanggal #% Eebruari (%#'.

Page 26: MAKALAH Water Power & Microhidropower

7/24/2019 MAKALAH Water Power & Microhidropower

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-water-power-microhidropower 26/26

 2ursahar, Ade S. (%%&. !embangkit Energi "istrik Tenaga #ikrohidro& 4Online5,

4https">>adesalbg.1ordpress.-om>(%%&>%'>#%>pembangkit:energi:listrik:

tenaga:mikrohidro>5 diakses tanggal #% Eebruari (%#'.

0ubagus. (%##. !emanfaatan Energi ir men'adi "istrik dengan menggunakan

Turbin ir . 4Online5, 4http">>tubagus:

indra.blogspot.-o.id>(%##>##>pemanfaatan:energi:air:men/adi:listrik.html5,

diakses tanggal ) Eebruari (%#'.