pembangkit energi listrik tenaga mikro hidro

7/23/2019 Pembangkit Energi Listrik Tenaga Mikro Hidro

1/53

PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO

Electrical Engineering Dept.

MIKROHIDRO

1. Tujuan ari Panuan untu! Pe"#angunan Pe"#ang!it Li$tri! Mi!r% Hir%

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 mengalirdi suatu daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang memadai. Istilah kapasitas

mengacu kepada jumlah olume 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!. "ikatakan 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. "engan 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. "alam# prakteknya istilah ini tidak merupakan sesuatu yang

baku namun bisa dibayangkan bahwa Mikrohidro# pasti mengunakan air sebagai

sumber energinya. $ang membedakan antara istilah Mikrohidro dengan Minihidro

adalah output daya yang dihasilkan. Mikrohidro menghasilkan daya lebih rendah dari

%&& '# sedangkan untuk minihidro daya keluarannya berkisar antara %&& sampai &&&

'. Secara teknis# Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi)#

turbin dan generator. ir yang mengalir dengan kapasitas tertentu disalurkan clan

ketinggian tertentu menuju rumah instalasi (rumah turbin). "I 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. *oros yang berputar tersebut kemudian ditransmisikan ke generator dengan

mengunakan kopling. "ari generator akan dihaslikan energi listrik yang akan masuk ke

sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumah+rumah atau keperluan lainnya


2/53

(beban). Begitulah secara ringkas proses Mikrohidro merubah energi aliran dan

ketinggian air menjadt energi listrik.

,erdapat 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 -idro

memberikan sebuah alternatif ekonomi ke dalam jaringan. Ini karena Skema Mikro

-idro yang mandiri menghemat biaya dari jaringan transmisi# dan karena skema

perluasan jaringan sering memerlukan biaya peralatan dan pegawai yang mahal. "alam

kontrak# Skema Mikro -idro 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. *endekatan ini dikenal sebagai *endekatan okal. /ambar %

menunjukkan betapa ada perbedaan yang berarti antara biaya pembuatan denganlistrik yang dihasilkan.

/ambar %. Skala 0konomi dari Mikro+-idro (berdasarkan data tahun %12)

Keterangan gambar %

erage cost for conentional hydro3 Biaya rata+rata untuk hidro konensional.

Band for micro hydro 3 Kisaran untuk mikro+hidro

4apital cost 3 Modal

4apacity 3 Kapasitas (k')


3/53

5. Komponen+komponen *embangkit istrik Mikro -idro

Diversion Weir dan Intake (Dam/Bendungan Pengalih dan Intake)

"am pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka dibagian sisi sungai (6Intake7 pembuka) ke dalamsebuah bak pengendap (SettlingBasin).

Settling Basin (Bak Pengendap)

Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel+partikel pasir dari air.


4/53

8ungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen+komponen berikutnya dari dampak pasir.

Headrace (Saluran Pembawa)

Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga eleasi dari airyang disalurkan.

Headtank (Bak Penenang)

8ungsi dari bak penenang adalah untuk mengatur perbedaan keluaran air antarasebuah penstock dan headrace# dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam airseperti pasir# kayu+kayuan.


5/53

Penstock (Pipa Pesat/Penstock)

*enstock dihubungkan pada sebuah eleasi yang lebih rendah ke sebuah rodaair# dikenal sebagai sebuah ,urbin.

urbine dan !enerator (urbin dan !enerator)

*erputaran gagang dari roda dapat digunakan untuk memutar sebuah alat mekanikal(seperti sebuah penggilingan biji# pemeras minyak# mesin bubut kayu dan sebagainya)#atau untuk mengoperasikan sebuah generator listrik. Mesin+mesin atau alat+alat#


6/53

dimana diberi tenaga oleh skema hidro# disebut dengan 6Beban7 (oad)."alam /ambar 5. bebannya adalah sebuah penggergajian kayu.

,entu saja ada banyak ariasi pada penyusunan disain ini. Sebagai sebuah contoh# airdimasukkan secara langsung ke turbin dari sebuah saluran tanpa sebuah penstockseperti yang terlihat pada penggergajian kayu di /ambar 5. ,ipe ini adalah metodepaling sederhana untuk mendapatkan tenaga air tetapi belakangan ini tidak digunakanuntuk pembangkit listrik karena efisiensinya rendah. Kemungkinan lain adalah bahwasaluran dapat dihilangkan dan sebuah penstock dapat langsung ke turbin dari bakpengendap pertama. 9ariasi seperti ini akan tergantung pada karakteristik khusus darilokasi dan skema keperluan+keperluan dari pengguna.

TEKNOLOGI MIKROHIDRO

Sebuah skema hidro memerlukan dua hal yaitu debit air dan ketinggian jatuh (biasadisebut 6-ead7) untuk menghasilkan tenaga yang bermanfaat. Ini adalah sebuah sistemkonersi tenaga# menyerap tenaga dari bentuk ketinggian dan aliran# dan menyalurkantenaga dalam bentuk daya listrik atau daya gagang mekanik. ,idak ada sistem konersidaya yang dapat mengirim sebanyak yang diserap dikurangi sebagian daya hilang olehsistem itu sendiri dalam bentuk gesekan# panas# suara dan sebagainya.

/ambar. -ead adalah ketinggian ertikal dimanaair jatuh.

*ersamaan konersinya adalah:

"aya yang masuk 3 "aya yang keluar ; Kehilangan (oss)atau"aya yang keluar 3 "aya yang masuk < 0fisiensi konersi

*ersamaan di atas biasanya digunakan untuk menggambarkan perbedaan yang kecil."aya yang masuk# atau total daya yang diserap oleh skema hidro# adalah daya kotor#


7/53

*gross. "aya yang manfaatnya dikirim adalah daya bersih# *net. Semua efisiensi dariskema gambar di atas disebut 0o.

*net 3 *gross


8/53

0fisiensi sistem yang spesifik untuk sebuah skema yang berjalan pada disain aliranpenuh.

PEREN&ANAAN PLTMH

*emilihan okasi dan ay out "asar

*embangkit istrik ,enaga Mikrohidro (*,M-) pada dasarnya memanfaatkan energipotensial air /atuhan air). Semakin tinggi jatuhan air ( head ) maka semakin besarenergi potensial air yang dapat diubah menjadi energi listrik. "i samping faktorgeografts yang memungkinkan# tinggi jatuhan air ( head ) dapat pula diperoleh denganmembendung aliran air sehingga permukaan air menjadi tinggi.

Secara umum lay+out sistem *,M- merupakan pembangkit jenis run off rier#memanfaatkan aliran air permukaan (sungai). Komponen sistern *,M- tersebut terdiridari banaunan intake (penyadap) > bendungan# saluran pembaia# bak pengendap danpenenang# saluran pelimpah# pipa pesat# rumah pembangkit dan saluran pembuangan.

Basic lay+out pada perencanaan pengembangan *,M- dimulai dari penentuan lokasiintake# bagaimana aliran air akan dibawa ke turbin dan penentuan tempat rumahpembangkit untuk rnendapatkan tinggi jatuhan ( head ) optimum dan aman dari banjir.

C okasi bangunan intake

*ada umumnya instalasi *,M- merupakan pembangkit listrik tenaga air jenis aliransungai langsung# jarang yang merupakan jenis waduk (bendungan besar). Konstruksibangunan intake untuk mengambil air langsung dari sungai dapat berupa bendungan(intake dam) yang melintang sepanjang lebar sungai atau langsung membagi aliran airsungai tanpa dilengkapi bangunan bendungan. okasi intake harus dipilih secara

cermat untuk menghindarkan masalah di kemudian hari.

C "ondisi dasar sungai

okasi intake harus memiliki dasar sungai yang relatif stabil# apalagi bila bangunanintake tersebut tanpa bendungan (intake dam). "asar sungai yang tidak stabil inudahmengalami erosi sehingga permukaan dasar sungai lebih rendah dibandingkan dasarbangunan intakeD hal ini akan menghambat aliran air memasuki intake.


9/53

"asar sungai berupa lapisanllempeng batuan merupakan tempat yang stabil. ,empat dimana kemiringan sungainya kecil# umumnya memiliki dasar sungai yang relatif stabil.*ada kondisi yang tidak memungkinkan diperoleh lokasi intake dengan dasar sungaiyang relatif stabil dan erosi pada dasar sungai memungkinkan teladi# maka konstruksibangunan intake dilengkapi dengan bendungan untuk menjaga ketinggian dasar sungai

di sekitar intake.

C Bentuk aliran sungai

Salah satu permasalahan yang sering terjadi pada instalasi *,M- adalah kerusakanpada bangunan intake yang disebabkan oleh banjir. -al tersebut sering terjadi padaintake yang ditempatkan pada sisi luar sungai. *ada bagian sisi luar sungai (b) mudaherosi serta rawan terhadap banjir. Batti+batuan# batang pohon serta berbagai materialyang terbawa banjir akan mengarah pada bagian tersebut. Sementara itu bagian sisidalam sungai (c) merupakan tempat terjadinya pengendapan lumpur dan sedimentasi#schingga tidak cocok untuk lokasi intake. okasi intake yang baik terletak sepanjang

bagian sungai yang relatif lurus (a)# di mana aliran akan terdorong memasuki intakesecara alami dengan membawa beban (bed load) yang kecil.

C #okasi rumah pembangkit (power house)

*ada dasarnya setiap pembangun an mikrohidro berusaha untuk mendapatkan head

yang maksimum. Konsekuensinya lokasi rumah pembangkit (power house) beradapada tempat yang serendah mungkin. Karena alasan keamanan dan konstruksi# lantairumah pembangkit harus selalu lebih tinggi dibandingkan permukaan air sungai. "atadan informasi ketinggian permukaan sungai pada waktu banjir sangat diperlukan dalammenentukan lokasi rumah pembangkit.

Selain lokasi rumah pembangkit berada pada ketinggian yang aman# saluranpembuangan air ( tail race ) harus terlindung oleh kondisi alam# seperti batu+batuan


10/53

besar. "isarankan ujung saluran tail race tidak terletak pada bagian sisi luar sungaikarena akan mendapat beban yang besar pada saat banjir# serta memungkinkanmasuknya aliran air menuju ke rumah pembangkit.

C ay+out Sistem *,M-

ay out sebuah sistem *,M- merupakan rencana dasar untuk pembangunan *,M-.*ada lay out dasar digambarkan rencana untuk mengalirkan air dari intake sampai kesaluran pembuangan akhir.

ir dari intake dialirkan ke turbin menggunakan saluran pembawa air berupa kanal danpipa pesat (penstock). *enggunaan pipa pesat memerlukan biaya yang iebih besardibandingkan pembuatan kanal terbuka# sehingga dalam membuat lay out perludiusahakan agar menggunakan pipa pesat sependek mungkin. *ada lokasi. tertentuyang tidak memungkinkan pembuatan saluran pembawa# penggunaan pipa pesat yangpanjang tidak dapat dihindari.

*endekatan dalam membuat lay out sistem *,M- adalah sebagai berikut:

ir dari intake dialirkan melalui penstok sampai ke turbin. Ealur pemipaan mengikutialiran air# paralel dengan sungai (gbr .F# long penstock following rier). Metoda inidapat dipilih seandainya pada medan yang ada tidak memungkinkan untuk dibuatkanal# seperti sisi sungai berupa tebing batuan. *erlu diperhatikan bahwa penstockharus aman terhadap banjir.

PEREN&ANAAN SIPIL

C Saluran penghantar (head race)

Saluran penghantar berfungsi untuk mengalirkan air dari intake sampai ke bakpenenang. *erencanaan saluran penghantar berdasarkan pada kriteria:

C Gilai ekonomis yang tinggi

C 0fisiensi fungsi

C man terhadap tinjauan teknis

C Mudah pengerjaannya

C Mudah pemetiharaannya

C Struktur bangunan yang memadai


11/53

C Kehilangan tinggi tekan (head losses) yang kecil

Perencanaan 'ir%li$

"imensi saluran dihitung menggunakan formula untuk perhitungan aliran seragam

(uniform flow) pada saluran terbuka. *roses perencanaan hidrolis saluran pembawadilakukan menggunakan software engineering hydraulic 8low *ro. 5. *adaperencanaan ini ditetapkan slope saluran pembawa sebesar &.&&% dengan koefisienManning &.&%5.

%. Kecepatan aliran

Kecepatan aliran pada saluran penghantar direncanakan sedemikian rupa untukmencegah sedimentasi akibat kecepatan rendah maupun pengerusan tanah akibatkecepatan tinggi. Kecepatan aliran yang diijinkan dalam saluran ditetapkan denganasumsi ukuran butir material sedimen &.5 > &.F mm

Kecepatan aliran yang diijinkan pada perencanaan ini adalah :

C Kecepatan maksimum : 5 m@det# saluran pasangan batu tanpaplesteran

C Kecepatan minimum : &.F m@det# saluran pasangan batuplesteran &. m@det# saluran tanpapasangan@plesteran

Kecepatan rata aliran yang diijinkan pada perencanaan ini berkisar &. > &. m@det.

,abe%.% *erhitungan Saluran *embawa# 8low *ro 5

Di$c'arge Dia"eter Manning($ n Sl%pe &%ntr%l Dept'

&. %.5 &.&%5 &.&&% %#&&&

N%r"al Dept' )See Area &rit. Dept' )Sec Area *l%+ T,pe

H FH5 H%& Subcritical


12/53

Di$tance Dept' Energ, Area -el%cit,

F#1&& & % %#%H HH

H#H2 H& %#%52

%%5#2 &1 FH %#&1%

%&&& % & %#& &1

C Bak penenang dan pengendap (head tank)

Konstruksi bak penenang dalam perencanaan ini adalah sebagaimana ditampilkanpada gambar .H. *erhitungan dimensi bak penenang dilakukan dengan beberapakriteria# yaitu :

C 9olume bak %& > 5& kali debit yang masuk untuk menjamin aliran steady di pipa pesatdan mampu meredam tekanan balik pada saat penutupan aliran di pipa pesat.

C Bak penenang direncanakan dengan menetapkan kecepatan ertikal partikel sedimer

&.&F m@det.

C *ipa pesat ditempatkan % cm di atas dasar bak penenang untuk menghindarkanmasuknya batu atau benda+benda yang tidak diijinkan terbawa memasuki turbin# karenaberpotensi merusak runner turbin.

C *ipa pesat ditempatkan pada jarak minimum H J " (diameter pipa pesat) dari mukaair untuk menjamin tidak terjadi turbulensi dan pusaran yang memungkinkan masuknyaudara bersama aliran air di dalam pipa pesat

C Bak penenang dilengkapi trash rack untuk mencegah sampah dan benda+benda yang

tidak diinginkan memasuki pipa pesat bersama aliran air.

C *ipa penguras ditempatkan di bak pengendap dan bak penenang sebagaikelengkapan untuk perawatan (pembuangan endapan sedimen).

C Bak penenang diiengkapi pelimpas yang direncanakan untuk membuang kelebihandebit pada saat banjir. Bangunan bak penenang dan saluran pembawa direncanakan


13/53

terjaga ketinggian permukaan pada saat banjir sampai maksimum 5 dari debitdesain.

C Konstruksi bak penenang dan pengendap berupa pasangan batu diplester dengandasar bak berupa cor+an beton tumbuk (tanpa tulangan) kedap air.

C *ipa pesat (penstock)

*ipa pesat (penstock) adalah pipa yang yang berfungsi untuk mengalirkan air dari bakpenenang (forebay tank). *erencanaan pipa pesat mencakup pemilihan material#diameter penstock# tebal dan jenis sambungan (coordination point). *emilihan materialberdasarkan pertimbangan kondisi operasi# aksesibility# berat# sistem penyambungandan biaya. "iameter pipa pesat dipilih dengan pertimbangan keamanan# kemudahanproses pembuatan# ketersediaan material dan tingkat rugirugi (fiction losses) seminimalmungkin. Ketebalan penstock dipilih untuk menahan tekanan hidrolik dan surgepressure yang dapat terjadi.

C *emilihan pipa pesat

"ata dan asumsi awal perhitungan pipa pesat:

C Material pipa pesat menggunakan plat baja diroll dan dilas (welded rolled steel. -at inidipilih sebagai alternatif terbaik untuk mendaotkan biaya terkecil. Material yangdigunakan adalah mild steel (St F) dengan kekuatan cukup.

C -ead losses pada sistem pemipaan (penstock) diasumsikan sekitar H terhadaphead gross.

C "iameter pipa pesat

"iameter minimum pipa pesat dapat dihitung dengan persamaan

"3( %&.F n 5 = 5 @ hf ) &.%2

"i mana:

n 3 koefisien kekasaran (roughness) untuk welded steel# &.&%5

= 3 debit desain sebesar m

F

@S

3 panjang penstock# m

- 3 tinggi jatuhan air (gross head)# m

,abel . 5 Material *ipa *esat


14/53

Material$oung7s modulus

of elasticity0 (G@m 5 )01

linear eJpansiona (n@m =4)0

Lltimatetensile strength

(G@m 5 )0G

'eleded steel 5& %5 H&& &.&%5

*olyethylene &. %H& &.&&1

*olyinyl chloride(*94)

5. H %F F#&&1

sbestos cenent n.a 2.% na &.&%%

4ast iron 2. %& %H& &.&%H

"utiie iron %# %% FH& &.&%

C ,ebal plat

*erhitungan tebal plat dapat menggunakan persamaan

tp /P i .D0 $2.K234t$

dimana :

ts 3 adalah penambahan ketebalan pipa untuk faktor korosi

*% 3 tekanan hidrostatik# kGi * mm5

" 3 diameter dalam pipa

Kf 3 faktor pehgelasan sebesar &.1 untuk pengelasan dengan inspeksi J+ray faktorpengelasan sebesar &.2 untuk pengelasan biasa

sf 3 desain tegangan pipa yang diijinkan


15/53

*endekatan paling sederhana menggunakan rekomendasi SM0 untuk tebal penstockminimum (mm) adalah 5# kali diameter pipa (m) di tambah %#5 mm.

t min 3 5." ; %.5 mm

ekomendasi lain adalah

t min 3(";&2)@%H&&

C 'aterhammer

*ada saat penutupan inlet ale dapat terjadi tekanan gelombang aliran air di dalampipa yang dikenal sebagai waterhammer. ,ekanan baiik akibat tertahannya aliran airoleh penutupan katup akan berinteraksi dengan tekanan air yang menuju inlet alesehingga terjadi tekanan tinggi yang dapat merusak penstock. Besarnya tekanantersebut dipengaruhi oleh faktor

C Kecepatan gelombang tekanan (pressure wave speed )# c yang besarnya

43 N %& +F K@(%; K"@0t)O &.

"imana :

K 3 modulus bulk air# 5.% J %&P G@m5

0 3 modulus elastilk material# untuk welded steel 5.% J %%4 G@m5

" 3 diameter pipa (mm)

t 3 tebal pipa (mm)

C Surge pressure pada pipa# *s (m kolom air)

* S 3 c.*9@g

di mana :

*9 3 kecepatan aliran air didalam pipa adalah H=@ *"5

g 3 percepatan graitasi m@det5

,ekanan total (tekanan kritis) di dalam pipa adalah sebesar# *c:

*c 3 *Q ; *S

3 (&.1 -gross) ; *S


16/53

dimana *o adalah tekanan hidrostatik dalam pipa dengan asumsi headloss HSementara itu tegangan yang terjadi pada dinding pipa adalah

s 3 *c. "@5.t

,egangan pada dinding pipa tersebut dibandingkan dengan kekuatan tarik material dantegangan yang diijinkan. pabila tegangan pada dinding pipa lebih besar makapenentuan diameter dan ketebalan pipa diulang (iterasi) sampai diperoleh kondisi yangaman. *erhitungan rinci kekuatan dan keamanan pipa dilampirkan pada setiap lokasirencana pengembangan *,M-.

C ,umpuan pipa pesat (saddles support)

,umpuan pipa pesat# baik pondasi anchor block# saddle support# berfungsi untukmengikat dan menahan penstock. Earak antar tumpuan () ditentukan oleh besarnyadefleksi maksimum penstock yang diijinkan. Earak maksimum dudukan pondasi penstok

dapat dihitung dengan formula:

3 %25.% J RN(" ; &.&%H) H > " H O@ p &.FFF

"imana.

" 3 diameter dalam penstock (m)

* 3 berat satuan dalam keadaan penuh berisi air (kg@m).

Berat satuan pipa pesat dihitung dengan formula

' pipa 3 *" J t J l J *baja

"i mana

' pipa 3 kg % m pipa pesat

" 3 diameter pipa# m

t 3 tebal pipa# m

pbaja3 2& kg@MF

Berat air di dalam pipa dihitung sebesar:

"i mana:

' air 3 kg % m pipa pesat


17/53

" 3 diameter pipa# m

% 3 panjang pipa satuan# % m

p air 3 %&&& kg@mF

' air 3 &.5n" 5 J % J pair

Berat satuan pipa berisi penuh air adalah# * 3 ' pipa ; ' air . *ada perencanaan

*,M- ini# jarak antar tumpuan pipa pesat rata+rata adalah H m#

C ugi+rugi head (-ead osses).

ugi+rugi head (head losses) diberikan oleh faktor:

C Kerugian karena gesekan saat aliran air melewati trashrack

C Kerugian gesekan aliran fluida di dalam pipa

C Kerugian karena turbulensi aliran yang dipengaruhi belokan# bukaan katup#perubahan penampang aliran

eduksi head losses dapat dilakukan dengan cara :

C *enggunaan diameter pipa yang lebih besar (harus mempertimbangkan biaya)

C Mengurangi belokan pada penstock dan pemilihan dimensi yang terbaikuntukmendapatkan rugi+rugi yang kecil.

Besarnya rugi+rugi pada pipa pesat terdiri dari:

ugi+rugi karena gesekan selama aliran didalam pipa# hfriction

-friction 3 *..9 5 @ 5.g."

"i mana D

* 3 koefisien gesekan berdasarkan diagram Moody# bilangan eynolds dan koefisienkekasaran material

3 panjang penstock# m

9 3 kecepatan rata+rata# m@det

/ 3 percepatan graitasi# m@det5


18/53

" 3 diameter pipa pesat# m

*ersamaan empiris lainnya yang dapat digunakan untuk menghitung rugi+rugi gesekanini adalah:

/H2 1 L3 15.6 n 71 D8 .999

dimana:

-f head losses karena gesekan aliran di dalam pipa# m panjang pipa# m n koefisienkekasaran Manning# &.&%5 untuk material welded steel = debit# m F%S

" diameter penstock# m

Kerugian karena gesekan pada aliran metalui trashrack dapat dihitung dengan formulaKirchmer sebagai berikut

t pr5sin lb 5g

dimana D

Kt 3 koefisien gesekan bentuk pelat trashrack

t 3 tebal plat trashrack

b 3 jarak antar plat trashrack

9o 3 kecepatan aliran air

g 3 percepatan graitasi

& 3 sudut jatuhan trashrack dengan horisontal

Kerugian karena turbulensi# -I

-I total. 95 % 5g

"i mana# koefisien losses# ? total besarnya adalah

? total 3 Qnlet loss ; ? belokantelbow ; ?inlet ale ; ?reducer@difusor ; ?draf7ube

Berdasarkan perhitungan menggunakan form. ula+formula di atas# maka padaperencanaart *,M ini ukuran pipa pesat distandarisasi untuk memudahkan aplikasi dilapangan# sebagaimana dapat dilihat di tabel .F. "iameter standar pipa dibuat dari platukuran %5& cm J 5H& cm yang diroll dan dilas.


19/53

,abel .F Standard *enggunaan *ipa *esat

,abel . Koefisier# Kekasaran Manning beberapa material *enstock

'dded?% pc?yiem (M) *94 dJ?c?nt &?kw cam hw 9?+?(m#i) 4weffiM# ? f? m? %?)

(%. &% 5T ,'Q &.U (%.&%% (%#&% &.&%H: (%.&%5

PELAKSANAAN ELEKTRIKAL MEKANIKAL

%. *emilihan ,urbin

,urbin air berperan untuk mengubah energi air (energi potensial# tekanan dan energikinetik) menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros. *utaran poros turbin iniakan diubah oleh generator menjadi tenaga listrik. Berdasarkan prinsip kerjanya # turbin

air dibagi menjadi dua kelompok:

,urbin impuls (cross+flow# pelton V turgo)

untuk jenis ini# tekanan pada setiap sisi sudu geraknya lrunnernya > bagianturbin yang berputar > sama.

,urbin reaksi ( francis# kaplanlpropeller)

"aerah aplikasi berbagai jenis turbin air relatif spesifik. *ada beberapa daerahoperasi memungkinkan digunakan beberapa jenis turbin. *emilihan jenis turbin

pada daerah operasi yang oerlaping ini memerlukan perhitungan yang lebihmendalam. *ada dasarnya daerah kerja operasi turbin menurut Keller5dikelompokkan menjadi:

ow head powerplant: dengan tinggi jatuhan air (head) :S %& MF

Medium head power plant:: dengan tinggi jatuhan antara low head dan high+head -ighhead power plant: dengan tinggi jatuhan air yang memenuhi persamaan

- W %&& (=)&+%%F

dimana# - 3head# m = 3 desain debit# m F%s

Secara umum hasil surey lapangan mendapatkan potensi pengembangan *,M-dengan tinggi jatuhan (head) > & m# yang dapat dikattegoirikan pada head rendahdan medium.

,abel "aerah Qperasi ,urbin


20/53

:eni$ Tur#in -aria$i Hea; "

Kaplan dan

*ropeller

5 X - X 5&

8rancis %& X - X F&

*eiton & X - X %&&&

4rossfiow X - X %&&

,urgo & X - X 5&

5. Kriteria *emilihan Eenis ,urbin

*emilihan jenis turbin dapat ditentukan berdasarkan kelebihan dan kekurangan darijenis+jenis turbin# khususnya untuk suatu desain yang sangat spesifik. *ada tahap awal#pemilihan jenis turbin dapat diperhitungkan dengan mempertimbangkan parameter+parameter khusus yang mempengaruhi sistem operasi turbin# yaitu :

8aktor tinggi jatuhan air efektif (Get -ead) dan debit yang akan dimanfaatkanuntuk operasi turbin merupakan faktor utama yang mempengaruhi pemilihan

jenis turbin# sebagai contoh : turbin pelton efektif untuk operasi pada head tinggi#sementara turbin propeller sangat efektif beroperasi pada head rendah.

8aktor daya (power) yang diinginkan berkaitan dengan head dan debit yangtersedia.

Kecepatan (putaran) turbin ang akan ditransmisikan ke generator. Sebagaicontoh untuk sistem transmisi direct couple antara generator dengan turbin padahead rendah# sebuah turbin reaksi (propeller) dapat mencapai putaran yang

diinginkan# sementara turbin pelton dan crossflow berputar sangat lambat (lowspeed) yang akan menyebabkan sistem tidak beroperasi.

Ketiga faktor di atas seringkali diekspresikan sebagai !kecepatan spesifik# GsU# yangdidefinisikan dengan formula:


21/53

Gs 3 G J *&.%' .5%

dimana :

G 3 kecepatan putaran turbin# rpm

* 3 maksimum turbin output# k'

- 3 head efektif # m

Qutput turbin dihitung dengan formula:

*31.2% J=J-J Yt (5)

dimana

= 3 debit air# m F ldetik

- 3 efektif head# m

ilt 3 efisiensi turbin

3 &.2 > &.2 untuk turbin pelton

3 &.2 > &.1 untuk turbin francis

3 &. > &.2 untuk turbin crossfiow

3 &.2 > &.1 untuk turbin propellerlkaplan

Kecepatan spesifik setiap turbin memiliki kisaran (range) tertentu berdasarkan dataeksperimen. Kisaran kecepatan spesifik beberapa turbin air adalah sebagai berikut:

,urbin pelton %5ZGsZ5

,urbin8rancis &ZDGsZF&&

,urbin 4rossflow H&ZGsZ5&&


22/53

,urbin *ropeller 5&ZGsZ %&&&

"engan mengetahui kecepatan spesifik turbin maka perencanaan dan pemilihan jenis

turbin akan menjadi lebih mudah. Beberapa formula yang dikembangkan dari dataeksperimental berbagai jenis turbin dapat digunakan untuk melakukan estimasiperhitungan kecepatan spesifik turbin# yaitu :

,urbin pelton (% jet) Gs 3 2.H1@-&.5HF (Siero V ugaresi# %12)

,urbin 8rancis Gs 3 FF@-&.2H (Schweiger V /regory# %121)

,urbin Kaplan Gs 3 552F@-&.H2

(Schweiger V /regory# %121)

,urbin 4rossfiow Gs 3 %F.5@-&.& (Kpord[e V 'amick# %12F)

,urbin *ropeller Gs 3 5&5@-&. (LSB# %1)

"engan mengetahui besaran kecepatan spesifik maka dimensi dasar turbin dapatdiestimasi (diperkirakan).

*ada perencanaan *,M- ini# pilihan turbin yang cocok untuk lokasi yang tersediaadalah :

%. ,urbin propeller tipe open flume untuk head rendah s.d m

5. ,urbin crossflow % banki+mithell untuk head m X - X & m.

*emilihan jenis turbin tersebut berdasarkan ketersediaian teknologi secara lokal danbiaya pembuatan@pabrikasi yang lebih murah dibandingkan tipe lainnya seperti peltondan francis. Eenis turbin crosstlow yang dipergunakan pada perencanaart ini adalah

crossfiow ,+%H dengan diameter runner &.F m. ,urbin tipe ini memiliki efisiensimaksimum yang baik sebesar &.H dengan efisiensi pada debit H& masih cukup tinggidi atas &.. Sementara untuk penggunaan turbin propeller open flume pabrikasi lokalditetapkan efisiensi turbin sebesar &..

*enggunaan kedua jenis turbin tersebut untuk pembangkit tenaga air skala mikro(*,M-)# khususnya crossfIlow ,+%H telah terbukti handai di lapangan dibandingkan

jenis crossfiow lainnya yang dikembangkan oleh berbagai pihak (lembaga penelitian#


23/53

pabrikan# import). *utaran turbin baik propeller open flume head rendah dan turbincrossflow memiliki kecepatan yang rendah. *ada sistem mekanik turbin digunakantransmisi sabuk flatbelt dan pulley untuk menaikkan putaran sehingga sama denganputaran generator %&& rpm. 0fisiensi sistem transmisi mekanik flat belt diperhitungkan

&.12. Sementara pada sistem transmisi mekanik turbin propeller open flumemenggunakan sabuk 9# dengan efisiensi &.1.

Home

ADE SAL

PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK

TENAGA MIKROHIDRO

10 Juni 2008 at 8:51 am88 komentar

Electrical Engineering Dept.

MIKROHIDRO

1. Tujuan dari Panduan untuk Pembanunan Pembankit Li!trik Mikr" Hidr"

Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakanenergi 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 dimanfaatkanuntuk menghasilkan energi listrik.

!iasanya Mikrohidro dibangun berdasarkan kenyataan bah"a adanya air yang mengalir di suatu

daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang memadai. #stilah kapasitas mengacu kepada $umlah

%olume aliran air persatuan "aktu (flo" capacity sedangan beda ketingglan daerah aliransampai ke instalasi dikenal dengan istilah head. Mikrohidro $uga dikenal sebagai "hite 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 bah"a alam memiliki air ter$un atau $enis lainnya yangmen$adi tempat air mengalir. Dengan teknologi sekarang maka energi aliran air beserta energi

perbedaan ketinggiannya dengan daerah tertentu (tempat instalasi akan dibangun dapat diubahmen$adi energi listrik'

Seperti dikatakan di atas' Mikrohidro hanyalah sebuah istilah. Mikro artinya kecil sedangkanhidro artinya air. Dalam' prakteknya istilah ini tidak merupakan sesuatu yang baku namun bisa

dibayangkan bah"a Mikrohidro' pasti mengunakan air sebagai sumber energinya. ang

membedakan antara istilah Mikrohidro dengan Minihidro adalah output daya yang dihasilkan.Mikrohidro menghasilkan daya lebih rendah dari )** +' sedangkan untuk minihidro daya
https://adesalbg.wordpress.com/https://adesalbg.wordpress.com/about/https://adesalbg.wordpress.com/2008/06/10/pembangkit-energi-listrik-tenaga-mikrohidro/https://adesalbg.wordpress.com/2008/06/10/pembangkit-energi-listrik-tenaga-mikrohidro/#commentshttps://adesalbg.wordpress.com/2008/06/10/pembangkit-energi-listrik-tenaga-mikrohidro/#commentshttps://adesalbg.wordpress.com/https://adesalbg.wordpress.com/about/https://adesalbg.wordpress.com/2008/06/10/pembangkit-energi-listrik-tenaga-mikrohidro/https://adesalbg.wordpress.com/2008/06/10/pembangkit-energi-listrik-tenaga-mikrohidro/#comments


24/53

keluarannya berkisar antara )** sampai ,*** +. Secara teknis' Mikrohidro memiliki tiga

komponen utama yaitu air (sumber energi' turbin dan generator. Air yang mengalir dengan

kapasitas tertentu disalurkan clan ketinggian tertentu menu$u rumah instalasi (rumah turbin. D#rumah instalasi air tersebut akan menumbuk turbin dimana turbin sendiri' dipastikan akan

menerima energi air tersebut dan mengubahnya men$adi energi mekanik berupa berputarnyaporos turbin. -oros yang berputar tersebut kemudian ditransmisikan ke generator denganmengunakan kopling. Dari generator akan dihaslikan energi listrik yang akan masuk ke sistem

kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumahrumah atau keperluan lainnya (beban. !egitulah

secara ringkas proses Mikrohidro merubah energi aliran dan ketinggian air men$adt energi listrik.

/erdapat sebuah peningkatan kebutuhan suplai daya ke daerahdaerah pedesaan di se$umlahnegara' sebagian untuk mendukung industriindustri' dan sebagian untuk menyediakan

penerangan di malam hari. Kemampuan pemerintah yang terhalang oleh biaya yang tinggi dari

perluasan $aringan listrik' sering membuat Mikro Hidro memberikan sebuah alternatif ekonomike dalam $aringan. #ni karena Skema Mikro Hidro yang mandiri menghemat biaya dari $aringan

transmisi' dan karena skema perluasan $aringan sering memerlukan biaya peralatan dan pega"aiyang mahal. Dalam kontrak' Skema Mikro Hidro dapat didisain dan dibangun oleh pega"ai

lokal dan organisasi yang lebih kecil dengan mengikuti peraturan yang lebih longgar danmenggunakan teknologi lokal seperti untuk peker$aan irigasi tradisional atau mesinmesin

buatan lokal. -endekatan ini dikenal sebagai -endekatan Lokal. 0ambar ) menun$ukkan betapa

ada perbedaan yang berarti antara biaya pembuatan dengan listrik yang dihasilkan.

0ambar ). Skala Ekonomi dari MikroHidro (berdasarkan data tahun )12,

Keterangan gambar )

A%erage cost for con%entional hydro3 !iaya ratarata untuk hidro kon%ensional.

!and for micro hydro 3 Kisaran untuk mikrohidro

4apital cost 3 Modal


25/53

4apacity 3 Kapasitas (k+

5. Komponenkomponen -embangkit Listrik Mikro Hidro

Diversion Weir dan Intake (Dam/Bendungan Pengaih dan Intake!

Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisisungai (6#ntake7 pembuka ke dalamsebuah bak pengendap (Settling !asin.

"etting Basin (Bak Pengendap!

!ak pengendap digunakan untuk memindahkan partikelpartikel pasir dari air. 8ungsi

dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponenkomponenberikutnya dari dampak pasir.

#eadra$e ("auran Pem%a&a!

Saluran pemba"a mengikuti kontur dari sisi bukit untuk men$aga ele%asi dari air yang

disalurkan.


26/53

#eadtank (Bak Penenang!8ungsi dari bak penenang adalah untuk mengatur perbedaan keluaran air antara sebuah

penstock dan headrace' dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir' kayu

kayuan.

Pensto$k (Pipa Pesat/Pensto$k!

-enstock dihubungkan pada sebuah ele%asi yang lebih rendah ke sebuah roda air' dikenal

sebagai sebuah /urbin.

'ur%ine dan enerator ('ur%in dan enerator!

-erputaran gagang dari roda dapat digunakan untuk memutar sebuah alat mekanikal(seperti sebuah penggilingan bi$i' pemeras minyak' mesin bubut kayu dan sebagainya'

atau untuk mengoperasikan sebuah generator listrik. Mesinmesin atau alatalat' dimanadiberi tenaga oleh skema hidro' disebut dengan 6!eban7 (Load.

Dalam 0ambar 5. bebannya adalah sebuah penggerga$ian kayu.

/entu sa$a ada banyak %ariasi pada penyusunan disain ini. Sebagai sebuah contoh' airdimasukkan secara langsung ke turbin dari sebuah saluran tanpa sebuah penstock seperti yang

terlihat pada penggerga$ian kayu di 0ambar 5. /ipe ini adalah metode paling sederhana untuk

mendapatkan tenaga air tetapi belakangan ini tidak digunakan untuk pembangkit listrik karena

efisiensinya rendah. Kemungkinan lain adalah bah"a saluran dapat dihilangkan dan sebuah

penstock dapat langsung ke turbin dari bak pengendap pertama. 9ariasi seperti ini akantergantung pada karakteristik khusus dari lokasi dan skema keperluankeperluan dari pengguna.

TEKNOLOGI MIKROHIDRO

Sebuah skema hidro memerlukan dua hal yaitu debit air dan ketinggian $atuh (biasa disebut6Head7 untuk menghasilkan tenaga yang bermanfaat. #ni adalah sebuah sistem kon%ersi tenaga'

menyerap tenaga dari bentuk ketinggian dan aliran' dan menyalurkan tenaga dalam bentuk daya


27/53

listrik atau daya gagang mekanik. /idak 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.

0ambar. Head adalah ketinggian %ertikal dimana air$atuh.

-ersamaan kon%ersinya adalah:

Daya yang masuk 3 Daya yang keluar ; Kehilangan (Loss

atauDaya yang keluar 3 Daya yang masuk < Efisiensi kon%ersi

-ersamaan di atas biasanya digunakan untuk menggambarkan perbedaan yang kecil. Daya yang

masuk' atau total daya yang diserap oleh skema hidro' adalah daya kotor' -gross. Daya yangmanfaatnya dikirim adalah daya bersih' -net. Semua efisiensi dari skema gambar di atas disebut

Eo.

-net 3 -gross (pan$ang saluran < *.**5 ? *.**,@

Hgross

Epenstock : *.1* ? *.1, (tergantung pada pan$angnya

Eturbin : *.B* ? *.2, (tergantung pada tipe turbin


28/53

Egenerator: *.2* ? *.1, (tergantung pada kapasistas

generator

Esistem

kontrol

: *.1B

E$aringan: *.1* ? *.12 (tergantung pada pan$ang

$aringan

Etrafo : *.12

Ekonstruksi sipil dan Epenstock adalah yang biasa diperhitungkan sebagai 6Head Loss(Hloss@kehilangan ketinggian7. Dalam kasus ini' persamaan diatas dirubah ke persamaan

berikut.

-net3 g


29/53

aliran air permukaan (sungai. Komponen sistern -L/MH tersebut terdiri dari banaunan intake

(penyadap > bendungan' saluran pemba%ia' bak pengendap dan penenang' saluran pelimpah'

pipa pesat' rumah pembangkit dan saluran pembuangan. !asic layout pada perencanaanpengembangan -L/MH dimulai dari penentuan lokasi intake' bagaimana aliran air akan diba"a

ke turbin dan penentuan tempat rumah pembangkit untuk rnendapatkan tinggi $atuhan ( head optimum dan aman dari ban$ir.

C Lokasi bangunan intake

-ada umumnya instalasi -L/MH merupakan pembangkit listrik tenaga air $enis aliran sungai

langsung' $arang yang merupakan $enis "aduk (bendungan besar. Konstruksi bangunan intake

untuk mengambil air langsung dari sungai dapat berupa bendungan (intake dam yang melintang

sepan$ang lebar sungai atau langsung membagi aliran air sungai tanpa dilengkapi bangunanbendungan. Lokasi intake harus dipilih secara cermat untuk menghindarkan masalah di

kemudian hari.

C )ondisi dasar sungai

Lokasi intake harus memiliki dasar sungai yang relatif stabil' apalagi bila bangunan intaketersebut tanpa bendungan (intake dam. Dasar sungai yang tidak stabil inudah 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. /empat di manakemiringan sungainya kecil' umumnya memiliki dasar sungai yang relatif stabil. -ada kondisi

yang tidak memungkinkan diperoleh lokasi intake dengan dasar sungai yang relatif stabil dan

erosi pada dasar sungai memungkinkan teladi' maka konstruksi bangunan intake dilengkapidengan bendungan untuk men$aga ketinggian dasar sungai di sekitar intake.

C Bentuk airan sungai

Salah satu permasalahan yang sering ter$adi pada instalasi -L/MH adalah kerusakan pada

bangunan intake yang disebabkan oleh ban$ir. Hal tersebut sering ter$adi pada intake yang

ditempatkan pada sisi luar sungai. -ada bagian sisi luar sungai (b mudah erosi serta ra"anterhadap ban$ir. !attibatuan' batang pohon serta berbagai material yang terba"a ban$ir akan

mengarah pada bagian tersebut. Sementara itu bagian sisi dalam sungai (c merupakan tempat

ter$adinya pengendapan lumpur dan sedimentasi' schingga tidak cocok untuk lokasi intake.

Lokasi intake yang baik terletak sepan$ang bagian sungai yang relatif lurus (a' di mana aliranakan terdorong memasuki intake secara alami dengan memba"a beban (bed load yang kecil.


30/53

C *okasi rumah pem%angkit (po&er house!

-ada dasarnya setiap pembangun an mikrohidro berusaha untuk mendapatkan head yang

maksimum. Konsekuensinya lokasi rumah pembangkit (po"er house berada pada tempat yang

serendah mungkin. Karena alasan keamanan dan nstruksi' lantai rumah pembangkit harusselalu lebih tinggi dibandingkan permukaan air sungai. Data dan informasi ketinggian

permukaan sungai pada "aktu ban$ir sangat diperlukan dalam menentukan lokasi rumah

pembangkit.

Selain lokasi rumah pembangkit berada pada ketinggian yang aman' saluran pembuangan air (

tai ra$e harus terlindung oleh kondisi alam' seperti batubatuan besar. Disarankan u$ung

saluran tail race 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.

C Layout Sistem -L/MH

Lay out sebuah sistem -L/MH merupakan rencana dasar untuk pembangunan -L/MH. -ada lay

out dasar digambarkan rencana untuk mengalirkan air dari intake sampai ke saluran pembuangan

akhir.

Air dari intake dialirkan ke turbin menggunakan saluran pemba"a air berupa kanal dan pipapesat (penstock. -enggunaan pipa pesat memerlukan biaya yang iebih besar dibandingkan

pembuatan kanal terbuka' sehingga dalam membuat lay out perlu diusahakan agar menggunakan

pipa pesat sependek mungkin. -ada lokasi. tertentu yang tidak memungkinkan pembuatansaluran pemba"a' penggunaan pipa pesat yang pan$ang tidak dapat dihindari.

-endekatan dalam membuat lay out sistem -L/MH adalah sebagai berikut:

Air dari intake dialirkan melalui penstok sampai ke turbin. Falur pemipaan mengikuti aliran air'

paralel dengan sungai (gbr ,.G' long penstock follo"ing ri%er. Metoda ini dapat dipilihseandainya pada medan yang ada tidak memungkinkan untuk dibuat kanal' seperti sisi sungai

berupa tebing batuan. -erlu diperhatikan bah"a penstock harus aman terhadap ban$ir.

PEREN#ANAAN SIPIL

C Saluran penghantar (head race

Saluran penghantar berfungsi untuk mengalirkan air dari intake sampai ke bak penenang.

-erencanaan saluran penghantar berdasarkan pada kriteria:

C ilai ekonomis yang tinggi


31/53

C Efisiensi fungsi

C Aman terhadap tin$auan teknis

C Mudah penger$aannya

C Mudah pemetiharaannya

C Struktur bangunan yang memadai

C Kehilangan tinggi tekan (head losses yang kecil

Peren$anaan %idr"&i!

Dimensi saluran dihitung menggunakan formula untuk perhitungan aliran seragam (uniform

flo" pada saluran terbuka. -roses perencanaan hidrolis saluran pemba"a dilakukanmenggunakan soft"are engineering hydraulic 8lo" -ro. 5. -ada perencanaan ini ditetapkanslope saluran pemba"a sebesar *.**) dengan koefisien Manning *.*)5.

). Ke$e'atan a&iran

Kecepatan aliran pada saluran penghantar direncanakan sedemikian rupa untuk mencegah

sedimentasi akibat kecepatan rendah maupun pengerusan tanah akibat kecepatan tinggi.

Kecepatan aliran yang dii$inkan dalam saluran ditetapkan dengan asumsi ukuran butir materialsedimen *.5 > *.G mm

Kecepatan aliran yang dii$inkan pada perencanaan ini adalah :

C Kecepatan maksimum : 5 m@det' saluran pasangan batu tanpa plesteran

C Kecepatan minimum : *.G m@det' saluran pasangan batu plesteran *.,

m@det' saluran tanpa pasangan@plesteran

Kecepatan rata aliran yang dii$inkan pada perencanaan ini berkisar *., > *.B m@det.

/abe),.) -erhitungan Saluran -emba"a' 8lo" -ro 5

Di!$%are Diameter Mannin(! n S&"'e #"ntr"& De't%


32/53

*.B, ).5 *.*)5 *.**) )'***

N"rma& De't% )See Area #rit. De't% )Se$ Area *&"+ T,'e

*',I *', *'GI5 *'I)* Subcritical

Di!tan$e De't% Ener, Area -e&"$it,

G'1** *'1B* *'11) )')I *'II

BI'I2 *'1I* *'15 )')52 *',

))5'2B *'1*1 *'1GI )'*1) *'2B

),*'*** *'22) *'1*B )'*,B *'B*1

C !ak penenang dan pengendap (head tank

Konstruksi bak penenang dalam perencanaan ini adalah sebagaimana ditampilkan pada gambar,.I. -erhitungan dimensi bak penenang dilakukan dengan beberapa kriteria' yaitu :

C 9olume bak )* > 5* kali debit yang masuk untuk men$amin aliran steady di pipa pesat dan

mampu meredam tekanan balik pada saat penutupan aliran di pipa pesat.

C !ak penenang direncanakan dengan menetapkan kecepatan %ertikal partikel sedimer *.*Gm@det.

C -ipa pesat ditempatkan ), cm di atas dasar bak penenang untuk menghindarkan masuknyabatu atau bendabenda yang tidak dii$inkan terba"a memasuki turbin' karena berpotensi merusak

runner turbin.

C -ipa pesat ditempatkan pada $arak minimum I J D (diameter pipa pesat dari muka air untukmen$amin tidak ter$adi turbulensi dan pusaran yang memungkinkan masuknya udara bersama

aliran air di dalam pipa pesat


33/53

C !ak penenang dilengkapi trash rack untuk mencegah sampah dan bendabenda yang tidak

diinginkan memasuki pipa pesat bersama aliran air.

C -ipa penguras ditempatkan di bak pengendap dan bak penenang sebagai kelengkapan untuk

pera"atan (pembuangan endapan sedimen.

C !ak penenang diiengkapi pelimpas yang direncanakan untuk membuang kelebihan debit pada

saat ban$ir. !angunan bak penenang dan saluran pemba"a direncanakan ter$aga ketinggian

permukaan pada saat ban$ir sampai maksimum 5, dari debit desain.

C Konstruksi bak penenang dan pengendap berupa pasangan batu diplester dengan dasar bakberupa coran beton tumbuk (tanpa tulangan kedap air.

C -ipa pesat (penstock

-ipa pesat (penstock adalah pipa yang yang berfungsi untuk mengalirkan air dari bak penenang(forebay tank. -erencanaan pipa pesat mencakup pemilihan material' diameter penstock' tebaldan $enis sambungan (coordination point. -emilihan material berdasarkan pertimbangan kondisi

operasi' aksesibility' berat' sistem penyambungan dan biaya. Diameter pipa pesat dipilih dengan

pertimbangan keamanan' kemudahan proses pembuatan' ketersediaan material dan tingkat

rugirugi (fiction losses seminimal mungkin. Ketebalan penstock dipilih untuk menahan tekananhidrolik dan surge pressure yang dapat ter$adi.

C -emilihan pipa pesat

Data dan asumsi a"al perhitungan pipa pesat:

C Material pipa pesat menggunakan plat ba$a diroll dan dilas ("elded rolled steel. Hat ini dipilih

sebagai alternatif terbaik untuk mendaotkan biaya terkecil. Material yang digunakan adalah mildsteel (St GB dengan kekuatan cukup.

C Head losses pada sistem pemipaan (penstock diasumsikan sekitar I terhadap head gross.

C Diameter pipa pesat

Diameter minimum pipa pesat dapat dihitung dengan persamaan

D3( )*.G n 5 = 5 L @ hf *.)2B,

Di mana:

n 3 koefisien kekasaran (roughness untuk "elded steel' *.*)5

= 3 debit desain sebesar mG@S


34/53

L 3 pan$ang penstock' m

H 3 tinggi $atuhan air (gross head' m

/abel ,. 5 Material -ipa -esat

Materialoung7s modulus

of elasticity

E (@m 5 E1

linear eJpansion

a (n@m =4E

ltimatetensile strength

(@m 5 E

+eleded steel 5* )5 I** *.*)5

-olyethylene *.,, )I* , *.**1

-oly%inyl chloride

(-94

5.B, ,I )G G'**1

Asbestos cenent n.a 2.) na *.*))

4ast iron B2., )* )I* *.*)I

Dutiie iron )'B )) GI* *.*),

C /ebal plat

-erhitungan tebal plat dapat menggunakan persamaan

t' /P i .D0 !2.K234t!

dimana :

ts 3 adalah penambahan ketebalan pipa untuk faktor korosi

-) 3 tekanan hidrostatik' ki - mm5


35/53

D 3 diameter dalam pipa

Kf 3 faktor pehgelasan sebesar *.1 untuk pengelasan dengan inspeksi Jray faktor pengelasan

sebesar *.2 untuk pengelasan biasa

sf 3 desain tegangan pipa yang dii$inkan

-endekatan paling sederhana menggunakan rekomendasi ASME untuk tebal penstock minimum(mm adalah 5', kali diameter pipa (m di tambah )'5 mm.

t min 3 5.,D ; ).5 mm

ekomendasi lain adalah

t min 3(D;,*2@)I**

C +aterhammer

-ada saat penutupan inlet %al%e dapat ter$adi tekanan gelombang aliran air di dalam pipa yangdikenal sebagai "aterhammer. /ekanan baiik akibat tertahannya aliran air oleh penutupan katup

akan berinteraksi dengan tekanan air yang menu$u inlet %al%e sehingga ter$adi tekanan tinggi

yang dapat merusak penstock. !esarnya tekanan tersebut dipengaruhi oleh faktor

C Kecepatan gelombang tekanan (pressure &ave speed ' c yang besarnya

43 N )* G K@(); KD@EtO *.,

Dimana :

K 3 modulus bulk air' 5.) J )*P @m5

E 3 modulus elastilk material' untuk "elded steel 5.) J ))4 @m5

D 3 diameter pipa (mm

t 3 tebal pipa (mm

C Surge pressure pada pipa' -s (m kolom air

- S 3 c.-9@g

di mana :

-9 3 kecepatan aliran air didalam pipa adalah I=@ -D 5


36/53

g 3 percepatan gra%itasi m@det5

/ekanan total (tekanan kritis di dalam pipa adalah sebesar' -c:

-c 3 -Q ; -S

3 (*.1 Hgross ; -S

dimana -o adalah tekanan hidrostatik dalam pipa dengan asumsi headloss I Sementara itutegangan yang ter$adi pada dinding pipa adalah

s 3 -c. [email protected]

/egangan pada dinding pipa tersebut dibandingkan dengan kekuatan tarik material dan tegangan

yang dii$inkan. Apabila tegangan pada dinding pipa lebih besar maka penentuan diameter dan

ketebalan pipa diulang (iterasi sampai diperoleh kondisi yang aman. -erhitungan rinci kekuatandan keamanan pipa dilampirkan pada setiap lokasi rencana pengembangan -L/MH.

C /umpuan pipa pesat (saddles support

/umpuan pipa pesat' baik pondasi anchor block' saddle support' berfungsi untuk mengikat dan

menahan penstock. Farak antar tumpuan (L ditentukan oleh besarnya defleksi maksimumpenstock yang dii$inkan. Farak maksimum dudukan pondasi penstok dapat dihitung dengan

formula:

L 3 )25.) J RN(D ; *.*)IB I > D I O@ p *.GGG

Dimana.

D 3 diameter dalam penstock (m

- 3 berat satuan dalam keadaan penuh berisi air (kg@m.

!erat satuan pipa pesat dihitung dengan formula

+ pipa 3 -D J t J J -ba$a

Di mana

+ pipa 3 kg ) m pipa pesat

D 3 diameter pipa' m

t 3 tebal pipa' m


37/53

pba$a3 B2* kg@MG

!erat air di dalam pipa dihitung sebesar:

Di mana:

+ air 3 kg ) m pipa pesat

D 3 diameter pipa' m

) 3 pan$ang pipa satuan' ) m

p air 3 )*** kg@mG

+ air 3 *.5,nD 5 J ) J pair

!erat satuan pipa berisi penuh air adalah' - 3 + pipa ; + air . -ada perencanaan

-L/MH ini' $arak antar tumpuan pipa pesat ratarata adalah I m'

C ugirugi head (Head Losses.

ugirugi head (head losses diberikan oleh faktor:

C Kerugian karena gesekan saat aliran air mele"ati trashrack

C Kerugian gesekan aliran fluida di dalam pipa

C Kerugian karena turbulensi aliran yang dipengaruhi belokan' bukaan katup' perubahan

penampang aliran

eduksi head losses dapat dilakukan dengan cara :

C -enggunaan diameter pipa yang lebih besar (harus mempertimbangkan biaya

C Mengurangi belokan pada penstock dan pemilihan dimensi yang terbaik untukmendapatkanrugirugi yang kecil.

!esarnya rugirugi pada pipa pesat terdiri dari:

ugirugi karena gesekan selama aliran didalam pipa' hfriction

Hfriction 3 -.L.9 5 @ 5.g.D


38/53

Di mana

- 3 koefisien gesekan berdasarkan diagram Moody' bilangan eynolds dan koefisien kekasaran

material

L 3 pan$ang penstock' m

9 3 kecepatan ratarata' m@det

0 3 percepatan gra%itasi' m@det5

D 3 diameter pipa pesat' m

-ersamaan empiris lainnya yang dapat digunakan untuk menghitung rugirugi gesekan ini

adalah:

/H2 1 L3 15.6 n 71 D8 .999

dimana:

Hf head losses karena gesekan aliran di dalam pipa' m L pan$ang pipa' m n koefisien kekasaran

Manning' *.*)5 untuk material "elded steel = debit' m G)S

D diameter penstock' m

Kerugian karena gesekan pada aliran metalui trashrack dapat dihitung dengan formula Kirchmer

sebagai berikut

t pr5Bsin lb 5g

dimana

Kt 3 koefisien gesekan bentuk pelat trashrack

t 3 tebal plat trashrack

b 3 $arak antar plat trashrack

9o 3 kecepatan aliran air

g 3 percepatan gra%itasi

* 3 sudut $atuhan trashrack dengan horisontal

Kerugian karena turbulensi' H#


39/53

H# total. 95 ) 5g

Di mana' koefisien losses' ? total besarnya adalah

? total 3 Qnlet loss ; ? belokantelbo" ; ?inlet %al%e ; ?reducer@difusor ; ?draf7Lube

!erdasarkan perhitungan menggunakan form. ulaformula di atas' maka pada perencanaart

-L/M ini ukuran pipa pesat distandarisasi untuk memudahkan aplikasi di lapangan'sebagaimana dapat dilihat di tabel ,.G. Diameter standar pipa dibuat dari plat ukuran )5* cm J

5I* cm yang diroll dan dilas.

/abel ,.G Standard -enggunaan -ipa -esat

/abel ,. Koefisier' Kekasaran Manning beberapa material -enstock

+dded?) pc?yiem (M -94 AdJ?c?nt *?k" cam h" 9??(m'%i 4"effiM' ? f? m? )?

(). *) 5T /+Q *.U ().*)) ()'*), *.*)I: ().*)5

PELAKSANAAN ELEKTRIKALMEKANIKAL

%. *emilihan ,urbin

,urbin air berperan untuk mengubah energi air (energi potensial# tekanan dan energi

kinetik) menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros. *utaran poros turbin ini

akan diubah oleh generator menjadi tenaga listrik. Berdasarkan prinsip kerjanya # turbin

air dibagi menjadi dua kelompok:

,urbin impuls (cross+flow# pelton V turgo)

untuk jenis ini# tekanan pada setiap sisi sudu geraknya lrunnernya > bagian

turbin yang berputar > sama.

,urbin reaksi ( francis# kaplanlpropeller)

"aerah aplikasi berbagai jenis turbin air relatif spesifik. *ada beberapa daerahoperasi memungkinkan digunakan beberapa jenis turbin. *emilihan jenis turbin

pada daerah operasi yang oerlaping ini memerlukan perhitungan yang lebih

mendalam. *ada dasarnya daerah kerja operasi turbin menurut Keller5

dikelompokkan menjadi:


40/53

ow head powerplant: dengan tinggi jatuhan air (head) :S %& MF

Medium head power plant:: dengan tinggi jatuhan antara low head dan high+head -igh

head power plant: dengan tinggi jatuhan air yang memenuhi persamaan

- W %&& (=)&+%%F

dimana# - 3head# m = 3 desain debit# m F%s

Secara umum hasil surey lapangan mendapatkan potensi pengembangan *,M-

dengan tinggi jatuhan (head) > & m# yang dapat dikattegoirikan pada head rendah

dan medium.

,abel "aerah Qperasi ,urbin

:eni$ Tur#in -aria$i Hea; "

Kaplan dan

*ropeller

5 X - X 5&

8rancis %& X - X F&

*eiton & X - X %&&&

4rossfiow X - X %&&

,urgo & X - X 5&

5. Kriteria *emilihan Eenis ,urbin

*emilihan jenis turbin dapat ditentukan berdasarkan kelebihan dan kekurangan dari

jenis+jenis turbin# khususnya untuk suatu desain yang sangat spesifik. *ada tahap

awal# pemilihan jenis turbin dapat diperhitungkan dengan mempertimbangkan

parameter+parameter khusus yang mempengaruhi sistem operasi turbin# yaitu :

8aktor tinggi jatuhan air efektif (Get -ead) dan debit yang akan dimanfaatkan


41/53

untuk operasi turbin merupakan faktor utama yang mempengaruhi pemilihan

jenis turbin# sebagai contoh : turbin pelton efektif untuk operasi pada head tinggi#

sementara turbin propeller sangat efektif beroperasi pada head rendah.

8aktor daya (power) yang diinginkan berkaitan dengan head dan debit yang

tersedia.

Kecepatan (putaran) turbin ang akan ditransmisikan ke generator. Sebagai

contoh untuk sistem transmisi direct couple antara generator dengan turbin pada

head rendah# sebuah turbin reaksi (propeller) dapat mencapai putaran yang

diinginkan# sementara turbin pelton dan crossflow berputar sangat lambat (low

speed) yang akan menyebabkan sistem tidak beroperasi.

Ketiga faktor di atas seringkali diekspresikan sebagai !kecepatan spesifik# GsU# yang

didefinisikan dengan formula:

Gs 3 G J *&.%' .5%

dimana :

G 3 kecepatan putaran turbin# rpm

* 3 maksimum turbin output# k'

- 3 head efektif # m

Qutput turbin dihitung dengan formula:

*31.2% J=J-J Yt (5)

dimana

= 3 debit air# m F ldetik

- 3 efektif head# m

ilt 3 efisiensi turbin

3 &.2 > &.2 untuk turbin pelton

3 &.2 > &.1 untuk turbin francis


42/53

3 &. > &.2 untuk turbin crossfiow

3 &.2 > &.1 untuk turbin propellerlkaplan

Kecepatan spesifik setiap turbin memiliki kisaran (range) tertentu berdasarkan dataeksperimen. Kisaran kecepatan spesifik beberapa turbin air adalah sebagai berikut:

,urbin pelton %5ZGsZ5

,urbin8rancis &ZDGsZF&&

,urbin 4rossflow H&ZGsZ5&&

,urbin *ropeller 5&ZGsZ %&&&

"engan mengetahui kecepatan spesifik turbin maka perencanaan dan pemilihan jenis

turbin akan menjadi lebih mudah. Beberapa formula yang dikembangkan dari data

eksperimental berbagai jenis turbin dapat digunakan untuk melakukan estimasi

perhitungan kecepatan spesifik turbin# yaitu :

,urbin pelton (% jet) Gs 3 2.H1@-&.5HF (Siero V ugaresi# %12)

,urbin 8rancis Gs 3 FF@-&.2H (Schweiger V /regory# %121)

,urbin Kaplan Gs 3 552F@-&.H2 (Schweiger V /regory# %121)

,urbin 4rossfiow Gs 3 %F.5@-&.& (Kpord[e V 'amick# %12F)

,urbin *ropeller Gs 3 5&5@-&. (LSB# %1)

"engan mengetahui besaran kecepatan spesifik maka dimensi dasar turbin dapat

diestimasi (diperkirakan).


43/53

*ada perencanaan *,M- ini# pilihan turbin yang cocok untuk lokasi yang tersedia

adalah :

%. ,urbin propeller tipe open flume untuk head rendah s.d m

5. ,urbin crossflow % banki+mithell untuk head m X - X & m.

*emilihan jenis turbin tersebut berdasarkan ketersediaian teknologi secara lokal dan

biaya pembuatan@pabrikasi yang lebih murah dibandingkan tipe lainnya seperti pelton

dan francis. Eenis turbin crosstlow yang dipergunakan pada perencanaart ini adalah

crossfiow ,+%H dengan diameter runner &.F m. ,urbin tipe ini memiliki efisiensi

maksimum yang baik sebesar &.H dengan efisiensi pada debit H& masih cukup

tinggi di atas &.. Sementara untuk penggunaan turbin propeller open flume pabrikasi

lokal ditetapkan efisiensi turbin sebesar &..

*enggunaan kedua jenis turbin tersebut untuk pembangkit tenaga air skala mikro

(*,M-)# khususnya crossfIlow ,+%H telah terbukti handai di lapangan dibandingkan

jenis crossfiow lainnya yang dikembangkan oleh berbagai pihak (lembaga penelitian#

pabrikan# import). *utaran turbin baik propeller open flume head rendah dan turbin

crossflow memiliki kecepatan yang rendah. *ada sistem mekanik turbin digunakan

transmisi sabuk flatbelt dan pulley untuk menaikkan putaran sehingga sama dengan

putaran generator %&& rpm. 0fisiensi sistem transmisi mekanik flat belt diperhitungkan

&.12. Sementara pada sistem transmisi mekanik turbin propeller open flume

menggunakan sabuk 9# dengan efisiensi &.1.

"iagram plikasi berbagai jenis ,urbin

(-ead 9s "ebit)

,abel *utaran /enerator Sinkron (rpm)

Eumlah *ole

(kutub)

8rekuensi # &

-[


44/53

5 F&&&

H %&&

%&&&

2 &

%& &&

%5 &&

%H H51

,abel un+away speed ,urbin# G maks@G

:eni$ Tur#in Putaran N%"inal; N

/rp"3

Runa+a, $pee

Semi Kaplan# single

regulated

+%&& 5+5.H

Kaplan# double regulated +%& 5.2+F.5

Small+medium Kaplan 5&+&& 5.2+F.5

8rancis (medium V high

head)

&&+%&& %.2+5.5

8rancis (low head) 5&+&& %.2+5.5


45/53

*elton &&+%&& %.2+5

4rossflow %&&+%&&& %.2+5

,urgo &&+%&&& 5

. Pe"ili'an Generat%r an Si$te" K%ntr%l

/enerator adalah suatu peralatan yang berfungsi mengubah energi mekanik menjadi

energi listrik. Eenis generator yang digunakan pada perencanaan *,M- ini adalah :

/enerator sinkron# sistem eksitasi tanpa sikat (brushless eJitation) dengan

penggunaan dua tumpuan bantalan (two bearing).

Induction Motor sebagai /enerator (IM/) sumbu ertikal# pada perencanaan

turbin propeller open flume

Spesifikasi generator adalah putaran %&& rpm# & -[# F phasa dengan keluaran

tegangan 55& 9@F2& 9. 0fisiensi generator secara umum adalah

plikasi X %& K9 efisiensi &. > &.2

plikasi %& > 5& K9 efisiensi &.2 > &.2

plikasi 5& > & K9 efisiensi &.2

plikasi & > %&& K9 efisiensi &.2 > &.1

plikasi A. > %&& K9 efisiensi &.1 > &.1

Sistem kontrol yang digunakan pada perencanaan *,M- ini menggunakan

pengaturan beban sehingga jumlah output daya generator selalu sama dengan beban.

pabila terjadi penurunan beban di konsumen# maka beban tersebut akan dialihkan kesistem pemanas udara (air heater) yang dikenal sebagai ballast load@dumy load.

Sistem pengaturan beban yang digunakan pada perencanaan ini adalah

0lectronic oad 4ontroller (04) untuk penggunaan generator sinkron


46/53

Induction /enerator 4ontroller (I/4) untuk penggunaan IM

Sistem kontrol tersebut telah dapat dipabrikasi secara lokal# dan terbukti handal pada

penggunaan di banyak *,M-. Sistem kontrol ini terintegrasi pada panel kontrol

(switch gear).

8asillitas operasi panel kontrol minimum terdiri dari

Kontrol start@stop# baik otomatis# semi otomatis# maupun manual

Stop@berhenti secara otomatis

,rip stop (berhenti pada keadaan gangguan: oer+under oltage# oer+under

frekuensi.

0mergency shut down# bila terjadi gangguan listrik (misal arus lebih)

ANALISA EKONOMI MIKROHIDRO

Per'itungan Da,a an Energi Li$tri!

1 Per'itungan a,a li$tri! paa $i$te" PLTMH

C "aya poros turbin

*t31.2% J=J-J n (%)

C "aya yang ditransmisikan ke generator

*trans 3 1.2% J = J - J nt J nbelt (%)

C "aya yang dibangkitkan generator

*?. 3 1.2% J = J - J nt J nbelt J ngen (F)

dimana :

= 3 debit air# mF@detik

- 3 efektif head# m


47/53

ill: 3 efisiensi turbin

3 &.H untuk turbin crossflow ,+%H

3 &. untuk turbin propeller open flume lokal

nbelt 3 &.12 untuk flat belt# &.1 untuk 9 belt

ngen 3 efisiensi generator

"aya yang dibangkitkan generator ini yang akan disalurkan ke pengguna. "alam

perencanaan jumlah kebutuhan daya di pusat beban harus di bawah kapasitas daya

terbangkit# sehingga tegangan listrik stabil dan sistem menjadi lebih handal (berumur

panjang)

. Ke#utu'an li$tri! "a$,ara!at

Kebutuhan listrik masyarakat# khususnya pada program pelistrikan desa sangat

dibatasi. -al ini didasarkan ketersediaan potensi sumber daya air# kemampuan

memelihara dan membiayai penggunaan listrik# serta besaran biaya pembangunan.

Salah satu faktor pembatas adalah. pemilihan pembatas arus terkecil di pasaran# yaitu

&. # sehingga daya yang dapat digunakan untuk setiap sambungan instalasi rumah

rata+rata sebesar %%& '. *enggunaan listrik masyarakat perdesaan dengan *,M- ini#

khusus untuk penerangan digunakan pada malam hari dengan pertimbangan padasiang hari sebagian besar masyarakat bekerja.

ESTIMASI BIA


48/53

untuk pekerjaan tertentu dengan upah didasarkan pada harga yang wajar.

C -arga satuan material diperoleh dari harga satuan material dan bahan yang berlaku di

wilayah rencana pembangunan *,M- dan disesuaikan dengan faktor lokasi proyek

(penyesuaian biaya transportasi dan pengangkutan)

Secara umum komponen harga satuan yang diperhitungkan meliputi:

a. Komponen tenaga

Koefisien komponen tenaga untuk masing+masing harga satuan diperoleh dari analisa

kebutuhan tenaga yang diperlukan untuk setiap pekerjaan sesuai dengan standar yang

berlaku# khususnya dalam pekerjaan sipil

b. Komponen bahan dan material

"alam perhitungan koefisien bahan dan material yang akan digunakan mengacu pada

analisa satuan pekerjaan yang berlaku

c. Komponen peralatan

*erhitungan koefisien peralatan didasarkan pada peralatan yang digunakan dalam

satuan pekedaan# sebagaimana yang berlaku secara umum dalam pekerjaan

sipillkonstruksi.

-asil perhitungan analisis harga satuan sesuai jenis pekerjaan dapat dilihat pada

lampiran setiap lokasi rencana pembangunan *,M-.

K%"p%nen Bia,a Pe"#angunan PLTMH

Komponen biaya pembangunan *,M- pada studi perencanaan ini terdiri dari

%. 0ngineering

Komponen engineering pada pembangunan *,M- dialokasikan untuk kegiatan detaildesain# superisi pembangunan# dan penyiapan dokumen teknis akhir pembangunan

*,M-. *ada beberapa kasus kegiatan ini dapat diasumsikan terintegrasi pada

pelaksana pembangunan. *ada model pembangunan lainnya# khususnya yang

melibatkan dana cukup besar# kegiatan engineering dilaksanakan oleh konsultan teknik

yang bertanggung jawab mereiew basic desain# mengawasi pelaksanaan (superisi)#

menyiapkan dokumen teknis akhir# dan melaksanakan komisioning bersama pelaksana


49/53

pemang7unan.

Komponen biaya engineering ini dihitung berdasarkan kebutuhan minimum

penggunaan tenaga ahli senior dan berpengalaman pada bidang pekerjaan sipil# teknik

mesin atau elektro# dan juru gambar.

5. *eralatan 0lektrikal > Mekanik

Komponen peralatan elektrikal > mekanik meliputi pengadaan sarana dan peralatan :

,urbin dan perlengkapannya yang terdiri dari unit turbin# sistem transmisi mekanik#

base frame# biaya instalasi dan trial run.

/enerator dan base frame

*anel kontrol (switch gear dan kontrol beban) Ballast oad

Instalasi peralatan elektrikal dan sistem pengkabelan Biaya lain+lain (%&)

F. *ekerjan Sipil

*ekerjaan sipil pada pembangunan *,M- meliputi:

Bangunan intake +weir# Saluran pembawa# Bak pengendap# Bak penenang# *ipa pesat#

Bangunan pelimpas# umah pembangkit#*ondasi turbin (under ground)#Saluranpembuangan#Biaya fain+lain ()

H. Earingan ,ransmisi# "istribusi# dan Instalasi umah

C ,iang lisfrik

C *engadaan kabel

C Instalasi rumah

C Biaya lain+lain ()

. Komponen ain+lain

Komponen lain+lain yang dimaksud pada bagian ini adalah alokasi untuk:

*enggunaan alat bantu khusus apabila harus diperlukan seperti: alat berat untuk


50/53

penataan lokasi# alat angkut khusus untuk peralatan yang berat

Keuntungan pelaksana pembangunan (%)

,raining@pelatihan operator dan pengelola

. *ajak

Komponen pajak dihitung terhadap total pekerjaan meliputi pekerjaan %# 5# F# H dan di

atas. *ajak yang diperhitungkan pada perencanaan ini adalah **n sebesar %&.

. Biaya *engembangan (*roject "eelopment)

Biaya pengembangan dapat dikatakan sebagai indirect cost. Komponen ini

diperhitungkan sebagai akibat proses penyiapan dan perencanaan pembangunan*,M- yang tidak mudah dan memerlukan kegiatan pendukung. Besaran Mokasi

biaya pengembangan diestimasi berdasarkan prosentase.

ktiitas yang berkait dengan kegiatan pengembangan ini adalah kegiatan administrasi

proyek# manajemen proyek di tingkat owner (pemilik pekerjaan)# biaya legal# penyiapan

dan pelaksanaan tender# ganti rugi atas pembebasan tanah apabifa ada# monitoring

dan ealuasi proyek di tingkat owner.

Sebagai acuan# estimasi biaya pengembangan dikelompokan menjadi: \ Manajemen

proyek (%&) dari total biaya fisik dan pajak \ ,ender# kontrak dan legal () dari totalbiaya fisik dan pajak \ /anti rugi

eferensi dari prosentase dan harga satuan orang berdasarkan standar biaya orang

nasionai (Bappenas) dan beberapa rekomendasi pada kegiatan pembangunan *,M-

seperti yang dikeluarkan oleh E%4 dan tingkat kewajaran yang berlaku umum.

K%"p%nen Bia,a Opera$i%nal

*erawatan *,M- memegang peranan penting dalam menjaga sustainibility dan

kehandalan operasi. *engelola harus dapat menangani kegiatan perawatan danmembiayainya. Kegiatan perawatan ada yang bersifat periodik (penggantian oli) ada

yang bersifat temporer setiap ada kerusakan pada fasilitas bangunan sipil# peralatan

elektrikal > mekanik# maupun jaringan transmisi dan distribusi.

Sebagai gambaran kebutuhan biaya perawatan *,M-# analisis dilakukan untuk

periode tahunan (annual cost). Besar biaya perawatan setiap lokasi akan berbeda.


51/53

0stimasi biaya operasional untuk setiap *,M- terlampir pada laporan masing?

masing lokasi *,M-.

Anali$i$ *inan$ial S!e"a On Gri

*ada pembangunan *,M- dengan skerna Qn+/rid System dilakukan perhitungan

kelayakan secara ekonomis. spek penilaian kelayakan dilakukan dengan kriteria :

C *ay back periods atau pengembalian inestasi maksimum 5%F dari umur ekonomis

proyek.

C G*9 (net present alue) inestasi A &

C I (internal rate of return) A discount rate

C *rofitability Indeks A %

Para"eter atau a$u"$i ,ang iguna!an paa per'itungan ca$' 2l%+ itetap!an

$e#agai #eri!ut>

C Kenaikan biaya QM (operasi dan maintenance) setiap tahun sebesar H

C Suku bunga pinjaman kornersial %+%2

C Suku bunga deposito %&

C ,ingkat resiko penggunaan eYuity

*enyesuaian tarif jual listrik ke *G setiap tahun 5#

Skerna inestasi %&& eYuity# dan eYuity.. loan (&: H&)

"epresiasi %& tahun

/race periods pengembalian pinjaman 5 tahun

Eangka waktu pengembalian pinjaman %& tahun

Berdasarkan hasil analisa kelayakan dapat disimpulkan bahwa faktor tarif menjadi

kunci menarik tidaknya inestasi pada pembangunan *,M-. Inestasi pembangunan

*,M- akan menarik untuk kapasitas pembangkitan skala minihidro A %&& ' *ada


52/53

skala minihidro ini biaya pembangunan per k' daya terpasang

cukup kecil X p %& juta per k'# energi listrik yang dijual cukup besar# pendapatan

penjualan energi listrik lebih besar# sehingga tingkat pengembalian inestasi lebih baik.

nalisa kelayakan ekonomi pada skema on > grid ini dapat dilihat pada laporan lokasipotensi pembangunan *,M- (site report).

Penutup

Inestasi pembangunan *,M- relatif besar sekitar p 5& jutalk' terbangkit dengan

tidak memasukkan biaya perencanaan dan pengembangan proyek pemerintah. Biaya

pembangunan ini semakin besar untuk kapasitas pembangkitan yang kecil# yaitu

berkisar p 5 juta per k' untuk kapasitas 5& T+F& '. Semakin besar kapasitas

pembangkitan maka biaya pembangunan per k' akan menurun# berkisar p % > %

juta untuk kapasitas H& k' > & k' dan di bawah p %& juta per k' untuk skala

minihidro# A %&& '. -al ini dapat menjadi acuan apabila pembangunan dilakukan oleh

swasta dengan sumber pembiayaan di luar *B" atau *BG.

Besamya biaya pembangunan ini tentunya diharapkan dapat diimbangi oleh

kemampuan masyarakat dalam mengoperasikan# mengelola dan mengembangkan

*,M- sebagai motor penggerak kegiatan ekonomi pedesaan dan kegiatan produktif

kelompok masyarakat. Identifikasi potensi pengembangan kegiatan ekonomi produktif

seperti agro processing# home industri dan agro# industri sangat penting dilakukan baik

oleh masyarakat maupun pemerintah dan pihak+pihak yang interest dalam

pengembangan kegiatan ekonomi masyarakat untuk mengoptimalkan fungsi *,M-

selain untuk penerangan.

*ada saatna# realisasi pelaksanaan pembangunan *,M- memerlukan kompetensi

dari pelaku atau pelaksana pembangunan. -al ini disebabkan sifat pembangunan

*,M- yang khas sebagai bagian kegiatan pengembangan masyarakat (community

deelopment).

*ada skerna pembangunan *,M- sebagai unit usaha (on grid system) maka idealnya

biaya pembangunan paling efisien dan memberikan tingkat pengembalian yang tinggiyang akan menarik inestor@swasta. "alam hal ini pembangkitan skala minihidro# A %&&

k' dapat memberikan kelayakan finansial yang baik dan menarik untuk distudi lebih

jauh sebagaimana dapat dilihat pada laporan setiap lokasi# khususnya untuk skerna on

grid.

Gote: Maaf kalo gambarnya kurang jelas# soalJ waktu ap load koneksi internet agak


53/53

lambat. nanti diperbarui pada kesempatan berikut

pembangkit energi listrik tenaga mikro hidro

Documents