Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ( PLTMH )

PEMBANGKIT DAYA LISTRIK “ Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ( PLTMH )“ )“ Dosen Pembimbing : Juara Mangapul Tambunan, S.T., M.Si.

Disusun Oleh : Supriyadi

15671215052

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDONESIA JAKARTA 2018 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO

PEMBANGKIT DAYA LISTRIK

i

KATA PENGANTAR Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan karunianya sehingga penyusunan makalah yang berjudul “ Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ( PLTMH ) ” ini dapat terselesaikan.

Penulisan makalah ini merupakan salah satu tugas dan persyaratan untuk menyelesaikan tugas mata kuliah Teknik Elektro di Sekolah Tinggi Teknologi Indonesia. Dalam penulisan makalah ini saya merasa masih memiliki banyak kekurangan baik dari segi materi maupun dari segi penulisan, mengingat kemampuan yang saya miliki. Untuk itu saya mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak demi penyempurnaan penulisan makalah ini. Dalam penulisan makalah ini saya menyampaikan terima kasih yang tak terhingga kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam proses penulisan makalah ini, semoga Tuhan memberi imbalan yang setimpal atas bantuan dan semoga dapat menjadikan bantuan ini sebagai ibadah, Amin.

Jakarta, 23 Februari 2018

Supriyadi

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO


ii

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL

i

KATA PENGANTAR

ii

DAFTAR ISI

iii

BAB I

BAB II

PENDAHULUAN

1

1.1

LATAR BELAKANG

1

1.2

RUMUSAN MASALAH

2

1.3

TUJUAN

2

PEMBAHASAN

3

2.1

DEFINISI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO

3

2.2

PRINSIP PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO

4

2.3

BAGIAN – BAGIAN – BAGIAN BAGIAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA

5

MIKRO HIDRO 2.4

PEMILIHAN SISTEM GENERATOR DAN SISTEM KONTROL

BAB III PENUTUP

11 13

3.3

KESIMPULAN

13

3.4

SARAN

13

DAFTAR PUSTAKA

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO

14


iii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Konsumsi listrik Indonesia setiap tahunnya terus meningkat sejalan dengan peningkatan pertumbuhan ekonomi nasional. Peningkatan kebutuhan listrik diperkirakan dapat tumbuh rata -rata 6,5% per tahun hingga tahun 2020 (Muchlis, 2003). Selain itu di era digital ini semakin banyak aktivitas masyarakat yang dibantu dengan barang elektronik. Komsumsi listrik Indonesia yang begitu besar akan menjadi suatu masalah bila dalam penyediaannya tidak tidak sejalan dengan kebutuhan. Kebijakan-kebijakan yang diambil PLN (Perusahaan Listrik Nasional) sebagai BUMN (Badan Usaha Milik Negara) penyedia energi listrik semakin menunjukkan bahwa PLN sudah tidak mampu lagi memenuhi kebutuhan listrik nasional. Apabila permasalahan penyediaan listrik tidak segera diatasi maka sistem perekonomian bangsa Indonesia akan tergangu. Karena pada sektor rumah tangga dan industri banyak menggunakan mesin dengan tenaga listrik. Krisis energy listrik ini juga dapat memunculkan kebijakan pemadaman bergilir, bergilir, dimana pemadaman bergilir tersebut dapat mengganggu aktivitas masyarakat dan menyebabkan peralatan elektronik cepat rusak. Dengan keterbatasan energy ini menuntut kita harus bisa memanfaatkan energy mikro yang ada, karena energy mikro tersebut dapat membuat masyarakat m enjadi masyarakat yang mandiri energy. Dari sekian banyak energy mikro kami memilih energy mikro hidro. Mikro hidro dipilih karena sesuai dengan kondisi lingkungan di Indonesia yang mempunyai banyak bukit dan sungai. Dalam makalah ini kami akan membahas pemanfaatan sungai di daerah bukit den gan teknologi pembangkit tenaga mikro hidro.

PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK MIKRO HIDRO


1

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan pembangkit listrik tenaga mikro hidro…? 2. Bagaimana prinsip kerja dari pembangkit listrik tenaga mikro hidro…? 3. Apa saja bagian-bagian dari pembangkit pemban gkit listrik tenaga mikro hidro…?

1.3 Tujuan

1. Menjelaskan pengertian dari mikro hidro. 2. Mendeskripsikan prinsip kerja pembangkit listrik tenaga mikro hidro. 3. Menjelaskan bagian-bagian pembangkit listrik tenaga mikro hidro.



2

BAB II PEMBAHASAN 2.1 Definisi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ( PLTMH )

Menurut kamus besar bahasa Indonesia mikro adalah kecil, sedangkan hidro adalah bentuk terikat air. air. Sehingga dapat dapa t diartikan mikro hidro adalah air dengan debit yang kecil. PLTMH adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakan energi air dengan debit air yang kecil. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya da ya (resources) penghasil listrik adalah yang memiliki kapasitas aliran dan ketinggian tertentu serta instalasi. Pembangkit listrik kecil yang dapat menggunakan tenaga air pada p ada saluran irigasi dan sungai atau air terjun alam, dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head, dalam m) dan kapasitas mengacu kepada jumlah volume aliran air persatuan waktu (flow capacity). Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik. Air dialirkan ke power house (rumah pembangkit) yang biasanya dibangun dipinggir sungai. Air akan memutar turbin (runner), kemudian air tersebut dikembalikan ke sungai asalnya. Energi mekanik dari putaran poros turbin akan diubah menjadi energi listrik oleh sebuah generator generator.. Pembangkit listrik tenaga air dibawah 200 2 00 kW digolongkan sebagai PLTMH. PLTMH. Potensi sumber daya air yang melimpah di Indonesia karena banyak terdapatnya hutan hujan tropis, membuat kita harus bisa mengembangkan potensi ini, karena air adalah sebagai sumber energy yang dapat terbarukan dan alami. Bila hal ini dapat terus dieksplorasi, konversi air menjadi energy listrik sangat menguntungkan bagi negeri ini. Di Indonesia telah terdapat banyak sekali PLTMH dan waduk untuk menampung air, tinggal bagaimana kita dapat mengembangkan PLTMH menjadi lebih baik lagi dan lebih efisien. 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 bia ya yang tinggi untuk perluasan jaringan listrik, dapat membuat Mikrohidro memberikan sebuah sebuah alternatif ekonomi ke dalam jaringan. Hal ini dikarenakan Skema Mikrohidro yang mandiri dapat menghemat dari jaringan transmisi, karena PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK MIKRO HIDRO


3

skema perluasan jaringan tersebut biasanya memerlukan biaya peralatan dan pegawai yang mahal. Dalam kontrak, Skema Mikro Hidro dapat didisain dan dibangun oleh pegawai lokal, dan organisasi yang lebih kecil, dengan mengikuti peraturan yang lebih longgar d an menggunakan teknologi lokal, seperti untuk pekerjaan irigasi tradisional atau mesin-mesin buatan lokal. 2.2 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ( PLTMH )

PLTMH pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah air yang jatuh (debit) perdetik yang ada pada saluran air yang dikondisikan dengan pipa. Air yang mengalir selanjutnya menggerakkan turbin, kemudian turbin kita hubungkan dengan generator. Generator inilah yang akan menghasilkan listrik. Hubungan antara turbin dengan generator dapat menggunakan jenis sambungan sabuk (belt (belt ) ataupun sistem gear sistem gear box. box. Jenis sabuk yang biasa digunakan untuk PLTMH skala besar adalah jenis flat belt sedangkan V-belt digunakan untuk skala di bawah 20 kW. Selanjutnya listrik yang dihasilkan oleh generator ini akan melalui trafo guna mendapat tegangan yang di sesuaikan kebutuhan. Kemudian listrik akan melewati jaringan transmisi rendah (JTR) untuk dialirkan ke rumah-rumah dengan memasang pengaman (sekring). Yang perlu diperhatikan dalam merancang sebuah PLTMH adalah menyesuaikan antara debit air yang tersedia dengan besarnya generator yang digunakan. Jangan sampai generator yang dipakai terlalu besar atau terlalu kecil dari debit air yang ada. Generator yang tidak sesuai juga akan menyebabkan tingkat efisiensi rendah.

Gambar 2.1 Skema PLTMH Potensi daya mikrohidro dapat dihitung dengan persamaan: Daya (P) = 9,8 x Q x Hn x h ; PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK MIKRO HIDRO


4

dimana: Q = debit aliran ( m3/s ), Hn = Head net/ tinggi jatuh air ( m ); 9,8= konstanta gravitasi bumi, h = efisiensi keseluruhan. Misalnya diketahui data di suatu lokasi adalah sebagai berikut: Q = 100 m3/s, Hn = 2 m dan h = 0,5. Maka besarnya potensi daya (P) adalah P = 9,8 x Q x Hn x h P = 9,8 x 100 x 2 x 0,5 = 980 watt 2.3 Bagian - Bagian Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ( PLTMH )

Gambar 2.2 Sistem PLTMH PLTMH 1. Waduk ( Reservoir ) Waduk adalah danau yang dibuat untuk membendung sungai guna memperoleh air sebanyak mungkin sehingga mencapai elevasi. Semakin tinggi debit air maka akan semakin kuat tekanan air saat melewati pipa. Waduk juga berfungsi untuk mengendapkan lumpur dari air. Sehingga perlu adanya kegiatan pembersihan secara berkala untuk mengurangi endapan lumpur. 2. Bendungan ( DAM )



5

Dam berfungsi menutup aliran sungai – sungai sehingga terbentuk waduk. Tipe bendungan harus h arus memenuhi syarat topografi, geologi dan syarat lain seperti bentuk serta model bendungan. Bendungan mempunyai dua keluaran saluran air dimana mengalir pada pipa pesat dan mengalir pada terasering persawahan.

Gambar 2.3 Bendungan 3. Saringan ( Sand Trap ) Saringan ini dipasang didepan pintu pengambilan air, berguna berguna untuk menyaring kotoran – kotoran atau sampah yang terbawa sehingga air menjadi bersih dan tidak mengganggu operasi mesin PLTMH.

Gambar 2.4 Saringan PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK MIKRO HIDRO


6

4. Pintu Pengambilan Air ( Intake ) Pintu Pengambilan Air adalah pintu yang dipasang diujung pipa dan hanya digunakan saat pipa pesat dikosongkan untuk melaksanakn pembersihan pipa atau perbaikan. p erbaikan. Selain itu intake juga berfungsi untuk mengendalikan aliran air ketika debit air kecil. Intake ditutup untuk mengalirkan air ke persawahan terasering, setelah persawahan cukup air maka intake kembali dibuka sehingga dapat kembali menggerakkan turbin dan generator untuk memproduksi listrik.

Gambar 2.5 Intake



7

5. Pipa Pesat ( Penstok ) Fungsinya untuk mengalirkan air dari waduk atau dam menuju turbin. Pipa pesat mempunyai posisi kemiringan yang tajam dengan maksud agar diperoleh kecepatan dan tekanan air yang tinggi untuk memutar turbin. Konstruksinya harus diperhitungkan agar dapat menerima tekanan besar yang timbul termasuk tekanan dari pukulan air. Pipa pesat merupakan bagian yang cukup mahal, untuk itu pemilihan pipa yang tepat sangat penting.

Gambar 2.5 Penstok 6. Katub Utama ( Main Valve atau Inlet Value ) Katub utama dipasang didepan turbin berfungsi untuk membuka aliran air, Menstart turbin atau menutup aliran (menghentikan turbin). Katup utama ditutup saat perbaikan turbin atau perbaikan mesin dalam rumah pembangkit. Pengaturan P engaturan tekanan air pada katup ka tup utama digunakan pompa hidrolik. Katub ini juga berfungsi untuk menghindari benturan yang yan g keras dari air ketika intake dibuka.



8

7. Power House Gedung Sentral merupakan tempat instalasi turbin air,generator, peralatan Bantu, ruang pemasangan, ruang pemeliharaan dan ruang control. Beberapa instalasi PLTMH PLTMH dalam rumah pembangkit p embangkit adalah : a. Turbin, merupakan salah satu bagian penting dalam PLTMH yang menerima energi potensial air dan mengubahnya menjadi putaran (energi mekanis). Putaran turbin dihubungkan dengan generator untuk menghasilkan listrik. Desain dari turbin harus mempunyai kemampuan untuk menahan dorongan dari air.

Gambar 2.6 Turbin



9

b. Generator, generator yang digunakan adalah generator pemban gkit listrik AC. Untuk memilih kemampuan generator dalam menghasilkan energi listrik disesuaikan dengan perhitungan daya dari data hasil survei. Kemampuan generator dalam menghasilkan listrik biasanya dinyatakan dalam VoltAmpere (VA) atau dalam kilo volt Ampere (kVA).

Gambar 2.7 Generator c. Penghubung turbin dengan generator, penghubung turbin dengan generator atau sistem transmisi energi mekanik ini dapat digunakan sabuk atau puli, roda gerigi atau dihubungkan langsung pada porosnya. 1) Sabuk atau puli digunakan jika putaran per menit ( rpm ) turbin belum memenuhi putaran rotor pada generator, jadi puli berfungsi berfungsi untuk menurunkan atau menaikan rpm motor generator. 2) Roda gerigi mempunyai sifat yang sama dengan puli 3) Penghubung langsung pada poros turbin dan generator, jika putaran turbin sudah lama dengan putaran rotor pada generator.



10

Gambar 2.8 Skema Instalasi Generator dengan Turbin menggunakan Flat B elt

Gambar 2.9 Instalasi PLTMH PLTMH 2.4 Pemilihan Generator dan Sistem Kontrol

Generator adalah suatu peralatan yang berfungsi be rfungsi mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Jenis generator yang digunakan pada perencanaan PLTMH ini adalah : 

Generator Sinkron, sistem eksitasi tanpa sikat ( brushless excitation ) dengan pen ggunaan dua tumpuan bantalan ( two bearing ).



Induction Motor sebagai Generator ( IMAG ) sumbu vertikal, pada perencanaan turbin propeller open flume.



11

Spesifikasi generator adalah putaran 1500 rpm, 50 Hz, 3 phasa dengan keluaran tegangan 220 V/380 V. Efisiensi generator secara umum adalah : 

Aplikasi < 10 KVA efisiensi 0.7 – 0.7 – 0.8 0.8



Aplikasi 10 – 10 – 20 20 KVA efisiensi 08 – 08 – 0.85 0.85



Aplikasi 20 – 20 – 50 50 KVA efisiensi 0.85



Aplikasi 50 – 50 – 100 100 KVA efisiensi 0.85 – 0.85 – 0.9 0.9



Aplikasi > 100 KVA efisiensi efisiensi 0.9 – 0.9 – 0.95 0.95

Sistem kontrol yang digunakan pada perencanaan PLTMH ini menggunakan pengaturan beban sehingga jumlah output daya generator selalu sama dengan beban. Apabila terjadi penurunan beban di konsumen, maka beban tersebut akan dialihkan ke system pemanas udara ( air heater ) yang dikenal sebagai ballast load / dummy load. Sistem pengaturan beban yang digunakan pada perencanaan ini adalah : 

Electronic Load Controller ( ELC ) untuk penggunaan generator sinkron



Induction Generator Controller ( IGC ) untuk penggunaan IMA

Sistem kontrol tersebut telah dapat dipabrikasi secara lokal, dan terbukti handal pada penggunaan di banyak PLTMH. Sistem kontrol terintegrasi pada panel control ( switch gear ). Fasilitas operasi panel control minimum terdiri dari : 

Kontrol start / stop, baik otomatis, semi otomatis, maupun manual



Stop / berhenti secara otomatis



Trip Stop ( berhenti pada keadaan gangguan : over-under voltage, over-under frekuensi )



Emergency shutdown, bila terjadi gangguan listrik ( missal arus lebih )



12

BAB III PENUTUP 3.1. Kesimpulan

Penggunaan energi mikrohidro dapat digunakan sebagai salah satu alternatif energi baru terbarukan untuk mengatasi permasalahan komsumsi listrik yang besar serta penyediaan energi listrik yang belum merata terutama di daerah pedesaan. Penggunaan mikrohidro mikrohidro ini sesuai dengan kondisi lingkungan di Indonesia yang mempunyai banyak bukit dan sungai. Kondisi geografis seperti inilah yang dapat dimanfaatkan untuk pembuatan PLTMH. Daya Daya yang dihasilkan oleh PL PLTMH TMH berkisar antara 10-200 10 -200 KW. Walaupun Walaupun daya tersebut tergolong kecil untuk suatu pembangkin, akan tetapi hal h al ini sangat membantu masyarakat terutama yang berada di daerah terpencil yang belum mendapatkan listrik dari PLN. Pertimbangan mengapa PLN belum dapat memberikan listrik pada daerah-daerah pedesaan mungkin dikarenakan faktor ekonomis, teknis dan lain-lain. Prinsip kerja PLTMH adalah memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah air yang jatuh (debit) perdetik yang ada ad a pada saluran air yang dikondisikan dengan pipa. Air tersebut t ersebut selanjutnya menggerakkan turbin yang terhubung dengan generator. Generator inilah yang akan menghasilkan listrik. Daya yang dihasilkan oleh suatu PLTMH tergantung dari spesifikasi generator yang digunakan. Semakin besar generator yang digunakan maka akan semakin besar pula daya yang dihasilkan. 3.2. Saran

Sebaiknya sebelum membuat suatu Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro, kita perlu mengetahui terlebih dahulu berapa debit air yang meng alir alir.. Sehigga dapat mengetahui seberapa besar potensi dari aliran air tersebut. Kemudian menentukan jenis dan spesifikasi dari generatornya. Besar debit air dan kemampuan dari generator harus seimbang agar didapatkan tingkat efisiensi yang tinggi.



13

DAFTAR PUSTAKA -

K amus B esa sarr B ahas hasa a I nd ndo one nesi sia a

-

Sami, Dedy. 2010.”PEMBANGKIT 2010.”PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH)”, (PLTMH)”,(Online), (Online), (http://sami-dedy.blogspot.co.id/2010/06/pembangkit-listrik-tenaga-mikro-hidro.html http://sami-dedy.blogspot.co.id/2010/06/pembangkit-listrik-tenaga-mikro-hidro.html)),

diakses

tanggal 23 Februari 2018 jam 18:00 -

http://miftah18arifin.blogspot.co.id/2015/12/makalah-pembangkit-listrik-tenaga-mikro_14.html tentang Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro diakses Hidro diakses tanggal 23 Februari 2018 jam 18:00

-

http://digilib.unila.ac.id/22833/18/SKRIPSI%20TANPA%20BAB%20PEMBAHASAN.pdf tentang “ANALISIS PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH) STUDI KASUS: SUNGAI AIR ANAK ANAK (HULU SUNGAI WAY BESAI)”, (Skripsi), diakses tanggal 23 Februari 2018 jam 20:00

-

https://www.kajianpustaka.com/2016/10/pembangkit-listrik-tenaga-mikro-hidro.html

tentang

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ( PLTMH ) diakses ) diakses tanggal 23 Februari 2018 jam 20:00 -

http://insyaansori.blogspot.co.id/2014/02/pembangkit-listrik-tenaga-mikro-hidro.html

tentang

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ( PLTMH ) diakses ) diakses tanggal 23 Februari 2018 jam 20:00



14

Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ( PLTMH )

Recommend Documents