Tugas Modul 3 KB 1 Klasifikasi Pembangkit Tenaga Listrik
Carilah sebuah jurnal hasil hasil penelitian terkait dengan topik Pembangkit Pembangkit Energi Listrik yang ada di Indonesia dan reviewlah jurnal tersebut terkait dengan: a. b. . d.
Tujuan Tujuan Penelitia Penelitian. n. Metode Metode Penelitia Penelitian n yang digunaka digunakan. n. !asil !asil Pen Peneli elitia tian. n. "ekuatan "ekuatan#"ele #"elemaha mahan n Penelitia Penelitian. n.
Jawab
a. b. . d.
Tidak Tidak ada ada pendahu pendahuluan luan$$ %urnal %urnal ini ini tidak tidak ada tujuan tujuan peneli penelitian tian.. Metode Metode peneli penelitian tiannya nya mengg menggunak unakan an metode metode kuanti kuantitati& tati& dan dan sangat sangat baik. baik. !asil !asil penelit penelitian ian sangat sangat memung memungkink kinkan an untuk untuk dibangu dibangun n PLTM! PLTM! di daerah daerah terseb tersebut. ut. "esel "eseluru uruha han n dari dari penel peneliti itian an ini ini sanga sangatt baik. baik.
!asil review jurnal sebagai berikut. '('LI)I) PEM*'(+"IT PEM*'(+"IT LI)T,I" LI)T,I" TE('+' MI",-!I,- /PLTM!0 /PLTM!0 P'' P'' 'E,'! 'LI,'( )1(+'I )1(+'I -(+"'" M-(+-(-2 M-(+-(-2 I E)' M1(T-I "'*1P "'*1P' 'TE( *-L''(+ M-(+-(-2 Parabelem T.. ,ompas 3akultas Teknik 1niversitas (egeri Manado "ampus 1niversitas (egeri Manado$ Tondano 45678$ )ulawesi 1tara Abstrak
Pembangkit listrik tenaga mikrohidro /PLTM!0 pada daerah aliran sungai -ngkak Mongondow Mongondow di desa Muntoi kabupaten *olaang Mongondow telah dianalisis. Tujuan penelit penelitian ian adalah adalah untuk untuk mendapa mendapatkan tkan kemampuan kemampuan tenaga air yang dihasilk dihasilkan an dari PLTM! PLTM! dan besar energi listrik yang diperoleh dalam 7 tahun. Pengumpulan data dilakukan dengan observasi langsung di lapangan. !asil penelitian menunjukkan bahwa kemampuan tenaga air sebesar 74$5 k2 adalah daya yang terpasang atau daya listrik yang dihasilkan akibat tenaga air. Energi total yang diperoleh dalam 7 tahun adalah 79$8;4 M2h. "ata kuni: energi listrik$ tenaga air$ mikrohidro Abstract
The microhydro power plant (PLTMH) has been analyzed. The objectives of the research are to get water power capasity of PLTMH and electric energy in a year. The data was collected by direct observation in the field. t!s fo"nd that water power capasity of PLTMH and electric energy in a year are #$.% &' and #.*+$ M'h. ,eywords-electric energy water power microhydro
BAB I PENA!"L"AN A# Kata Peng$antar
Energi listrik dalam kehidupan sehari
aliran air yang banyak terdapat dikedua daerah tersebut. 1ntuk
meman&aatkan sumberdaya mekanik air tersebut adalah dengan membangun &asilitas pembangkit listrik skala keil /mikrohydro0 yang sesuai dengan kondisi topogra&is #geogra&is daerah tersebut. B# Pembatasan Masala$
Cakupan masalah analisis PLTM! pada daerah aliran sungai -ngkak Mongondow di desa Muntoi kabupaten *olaang Mongondow yang dibahas adalah: 7. 'nalisis kemampuan tenaga air yang dihasilkan dari PLTM!. ;. 'nalisis energi listrik dalam 7 tahun %# Tu&uan Penelitian
Tujuan penelitian adalah untuk mendapatkan kemampuan tenaga air yang dihasilkan dari PLTM! dan besar energi listrik yang diperoleh dalam 7 tahun.
BAB II LANA'AN TE()I
aerah )ulawesi 1tara yang mempunyai topogra&i bergunung dan mempunyai banyak sungai merupakan potensi sumber energi yang sangat besar untuk pembangkit yang bila direnanakan seara matang dapat mengatasi masalah krisis energi. (amun
demikian krisis sumber daya energi ini belum dipeahkan seara integral menggunakan potensi sumber energi air di daerah yang masih ukup besar /Indartono dan )etyo$ ;80. Masih banyak desa
0. "euntungan ekonomis dari pembangkit listrik tenaga mikrohidro dapat diapai manakala disertai dengan perenanaan yang matang. an dengan melibatkan peran masyarakat setempat seara akti&$ sejak awal pembangunan proyek dan terintegrasi baik dari aparat maupun warga desanya.
+ambar 7. )kala Ekonomi dari Mikrohidro /berdasarkan data tahun 74850 Prinsip dasar mikrohidro adalah meman&aatkan energi potensial yang dimiliki oleh aliran air pada jarak ketinggian tertentu dari tempat instalasi pembangkit listrik. )ebuah skema mikrohidro memerlukan dua hal yaitu$ debit air dan ketinggian jatuh / head 0 untuk menghasilkan tenaga yang dapat diman&aatkan /+ambar ;0. !al ini adalah sebuah sistem konversi energi dari "eterangan +ambar 7: 'verage ost &or onventional hydro ? *iaya rata
+ambar ;. Mikrohidro Tipe /ross 0low *entuk ketinggian dan aliran /energi potensial0 ke dalam bentuk energi mekanik dan energi listrik. aya yang masuk /Pgross0 merupakan penjumlahan dari daya yang dihasilkan /Pnet0 ditambah dengan & a k t o r kehilangan energi / loss0 dalam bentuk suara atau panas. aya yang dihasilkan merupakan perkalian dari daya yang masuk dikalikan dengan e&isiensi konversi /@A0 /'nonim$ ;80. Prinsip mikro hidro: 7.
;. >.
Energi yang digunakan untuk menggerakkan turbin didapatkan dari dua ara a. engan head $ meman&aatkan beda ketinggian permukaan air /energi potensial sungai0 b. Tanpa head $ meman&aatkan aliran sungai /energi kinetik sungai0 !ead ? %arak vertikal#besarnya ketinggian jatuhnya air. )emakin besar head umumnya akan semakin baik karena air yang dibutuhkan semakin sedikit dan peralatan semakin keil$ dan turbin bergerak dengan keepatan
B.
tinggi. Masalahnya adalah tekanan pada pipa dan kekuatan sambungan pipa harus kuat dan diperhatikan dengan ermat. aya kotor adalah head kotor /!bruto0 yang dikalikan dengan debit air /0 dan juga
dikalikan dengan sebuah &aktor gravitasi /g ? 4$87 m#dt;0$ sehingga persamaan dasar dari pembangkit listrik /http:##www.alpensteel. om#artile#5<7B
Perhitungan daya listrik pada sistem PLTM!: aya poros turbin Pt ? F !e&& F g F t aya yang ditransmisikan ke generator Ptrans ? F !e&& F g F t F belt aya yang dibangkitkan generator Pg ? F !e&& F g F t F belt F gen dimana: ? debit air$ m>#dt$ !e&& ? tinggi jatuh air e&ekti& /efe&tif head 0 $ m$ !e&& ? !*ruto G ! losses$ !losses ? kehilangan tinggi jatuh air ? 7H F ! bruto$ t ? e&isiensi turbin /$96 untuk turbin ross&low T<7B dan $95 untuk turbin propeller open &lume lokal0$ belt ? e&isiensi transmisi /$48 untuk &lat belt dan $45 untuk belt0$ gen ? e&isiensi generator /$840. aya yang dibangkitkan generator ini yang akan disalurkan ke pengguna. alam perenanaan jumlah kebutuhan daya di pusat beban harus di bawah kapasitas daya terbangkit$ sehingga tegangan listrik stabil dan sistem menjadi lebih handal /berumur panjang0. %enis instalasi untuk daerah pegunungan pada umumnya terdiri dari komponen sebagai berikut *)inaga$ ;40: 7. ;. >. B. 5. 6. 9. 8.
Pintu Pengambilan /Intake#iversion0 *ak Pengendapan /esilting Tank0 )aluran Penghantar /head rae0 *ak Penenang /3orebay0 Pipa pesat /Penstok0 +edung Pembangkit /Power !ouse0 )aluran *uang /Tailrae0 %aringan Transmisi /+rid Line0
Perhitungan diameter pipa pesat /pipa air jatuh0: dimana
alam penentuan tebal pipa pesat diperhitungkan gaya akibat tekanan air dalam pipa yang arahnya tegak lurus aliran air$ sehingga tebal pipa pesat adalah:
dimana: Po ? y F ! eff adalah gaya tekan air$ ? diameter pipa$ y ? berat jenis air$ J ? koe&isien pro&il$ Kbaja ? tegangan bahan pipa baja. Turbin yang direnanakan adalah turbin ross&low type < 3low T<7B > Low head 1eries yang memiliki spesi&ikasi dengan tinggi jatuh e&ekti& > < 4 m dan debit ; G 8
l#dt /lihat +ambar ;0. E&isiensi yang digunakan berdasarkan spesi&ikasi jenis turbin yang
digunakan adalah: e&isiensi turbin /A t0 ? $96 e&isiensi generator /A g0 ? $84 dan e&isiensi trans&ormator /A tr 0 ? $45$ sehingga e&isiensi total yang dihasilkan adalah: @A ? A t F A g F A tr . Tinggi jatuh air e&ekti& yang sebenarnya /! e&& 0 akan dihitung dari ! bruto dikurangi !loses. !losses adalah tinggi air jatuh akibat kehilangan#B/v;#;g0sinN dimana: !r ? "ehilangan energi karena saringan /m0$ J ? "oe&isien pro&il$ s ? Lebar pro&il dari arah aliran /m0$ b ? %arak antar pro&il saringan /m0$ v ? "eepatan aliran air /m#dt0$ N ? )udut kemiringan saringan. "ehilangan energi pada entrane: !e ? "e /Ov;#;g0 dimana: !e ? "ehilangan energi pada entrane /m0$ " e ? "oe&isien bentuk mulut$ Ov ? )elisih keepatan sebelum dan sesudah entrane /m#dt0. "ehilangan energi karena gesekan sepanjang pipa: ! & ? & /L#0/v;#;g0 dimana: ! & ? "ehilangan energi karena gesekan sepanjang pipa /m0$ & ? "oe&isien gesek pipa. "ehilangan energi karena belokan pipa: !7 ? "b v ;#;g dimana: !7 ? "ehilangan energi karena belokan pipa /m0$ "b ? "oe&isien kehilangan energi yang nilainya tergantung r#. Total kehilangan energi: !losses ? !r !e !& !7 Total energi dalam 7 tahun yang diperoleh: E7 ? P8 F 8H F >65 F ;B
+ambar >. Probabilitas /H0 vs ebit 'ir /l#dt0 E; ? /P8 P40#; F 7H F >65 F ;B E> ? /P4 P70#; F 7H F >65 F ;B dimana P8$ P4$ dan P7 adalah daya terpasang yang diperoleh dari +ambar > berdasarkan nilai debit air pada nilai probabilitas 8H$ 4H$ dan 7H. )ehingga total energi yang diperoleh dalam 7 tahun adalah: QE ? E7 E; E> /k2h0.
+ambar B menunjukan beberapa komponen yang digunakan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro baik komponen utama maupun bangunan penunjang antara lain /Energiterbarukan.net$;80: 7.
am#*endungan Pengalih /intake0. an pengalih ber&ungsi untuk mengalihkan air
;.
melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai ke dalam sebuah bak pengendap. *ak Pengendap /)ettling *asin0. *ak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel
>.
untuk melindungi komponen
B.
untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan. Pipa Pesat /Penstok0. Penstok dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih
5.
rendah ke sebuah roda air$ dikenal sebagai sebuah turbin. Turbin. Turbin ber&ungsi untuk mengkonversi energi aliran air menjadi energi putaran
6.
mekanis. Pipa !isap. Pipa hisap ber&ungsi untuk menghisap air$ mengembalikan tekanan
9. 8. 4.
aliran yang masih tinggi ke tekanan atmos&er. +enerator. +enerator ber&ungsi untuk menghasilkan listrik dari putaran mekanis. Panel kontrol. Panel kontrol ber&ungsi untuk menstabilkan tegangan. Pengalih *eban /*allast load0. Pengalih beban ber&ungsi sebagai beban sekunder /dummy0 ketika beban konsumen mengalami penurunan. "inerja pengalih beban ini diatur oleh panel kontrol.
Penggunaan beberapa komponen disesuaikan dengan tempat instalasi /kondisi geogra&is$ baik potensi aliran air serta ketinggian tempat0 serta budaya masyarakat. )ehingga terdapat kemungkinan terjadi perbedaan desain mikrohidro serta komponen yang digunakan antara satu daerah dengan daerah yang lain. )eara umum ada dua jenis generator yang digunakan pada PLTM!$ yaitu generator sinkron dan generator induksi /Energiterbarukan.net$ ;80. +enerator sinkron bekerja pada keepatan yang berubahubah. 1ntuk dapat menjaga agar keepatan generator tetap$ digunakan speed governor elektronik. +enerator jenis ini dapat digunakan seara langsung dan tidak membutuhkan jaringan listrik lain sebagai penggerak awal. )angat ook digunakan di
desa terpenil dengan sistem isolasi /http:##www.alpensteel. om#artile#5<7B
+ambar 5. +enerator Pada generator jenis induksi tidak diperlukan system pengaturan tegangan dan keepatan /lihat +ambar 50. (amun demikian$ jenis generator ini tidak dapat bekerja sendiri karena memerlukan suatu system jaringan listrik sebagai penggerak awal. +enerator jenis ini lebih ook digunakan untuk daerah yang telah dilalui jaringan listrik /2rid 1ystem0. *atasan umum generator untuk minimikrohidro power adalah: 7. -utput : 5 k' sampai dengan 6;5 k' ;. oltage : B75$ >>$ 66$ dan 77 olt. >. )peed : >95 G 95 ,PM Perputaran gagang dari roda dapat digunakan untuk memutar sebuah alat mekanik /seperti sebuah penggilingan biji$ pemeras minyak$ mesin bubut kayu dan sebagainya0$ atau untuk mengoperasikan sebuah generator listrik. Mesin
BAB III MET(E PENELITIAN
'lat yang digunakan adalah: 70 1top watch dan ember dengan volume ;5 liter air ;0 +ulungan meter dengan panjang maksimum ;5 meter$ dan >0 Pengukur elevasi. Metode pengamatan langsung di lapangan melalui pengukuran
+ambar 6. -byek 'nalisis PLTM! di )ungai -ngkak Mongondow Teknik pengukuran langsung dengan prosedur sebagai berikut: pertama mengukur keepatan air dan kedua mengukur luas penampang tegak lurus aliran air sungai sehingga didapat debit air /luas penampang dikali keepatan air$ m >#s0$ dan terakhir mengukur tinggi jatuh air untuk mendapat< kan panjang saluran air dari bendungan air ke air jatuh. Penelitian ini menakup analisis kemampuan tenaga air yang dihasilkan dari PLTM! dan analisis energi listrik dalam 7 tahun. esain power ho"se$ detail per hitungan bangunan sipil$ desain spesi&ikasi turbin dan generator$ dan analisis ekonomi$ tidak diikutsertakan dalam analisis. Tabel 7. !asil 'nalisis "emampuan Tenaga 'ir dan Tinggi %atuh 'ir > /m #dt0 $B58
!bruto/m0 9$5
!losses /m0 $95
!e&& /m0 6$95
P/k20
PS/k20
>$>
74$5
Tabel ;. !asil 'nalisis Energi Listrik
™
$6B>
!Se&& /m0 9
> 8 m #dt $B58
> 4 m #dt $B9
7 $;5B
> m #dt 79$8;4
-byek pengamatan adalah daerah pembangunan pembangkit listrik mikrohidro di aliran sungai -ngkak Mongondow desa Muntoi "abupaten *olaang Mongondow. Pembangunan PLTM! yang dianalisis letaknya adalah pada ( B6S B6U E 7;B 7BS 75U untuk bendungan dan ( B9S 5B$4U E<7;B 7>S ;9$8U untuk power house di daerah aliran sungai -ngkak mongondow desa Muntoi "abupaten *olaang Mongondow. Lebar sungai kira
BAB I+ !A'IL AN PEMBA!A'AN
!asil analisis kemampuan tenaga air dan tinggi jatuh air menurut perhitungan seara kotor sebelum dianalisis lebih lanjut dapat dilihat pada Tabel 7. !asil analisis energi listrik dapat dilihat pada Tabel ;. ebit air /0 pada tabel 7 adalah debit air yang direnanakan akan masuk pada pipa pesat dengan ketinggian jatuh air 9$5 m dan jika kita menghitung debit air minimum sebesar ;H dari debit air itu maka didapat 47$6 l#dt. aya yang dihasilkannya tanpa memperhitungkan e&isiensi total sebesar >$> k2 dan jika kita memperhitungkan e&isiensi total sebesar $6B> maka daya yang terpasang sebesar 74$5 k2. Tabel ; menunjukkan hasil analisis energy listrik yang dihitung berdasarkan e&isiensi total$ gaya gravitasi$ tinggi jatuh air e&ekti& yang sebenarnya dan
diperoleh dari selisih antara tinggi jatuh air kotor dan total kehilangan tinggi jatuh air /$5 m yang sebelumnya direnanakan $95 m0$ dan debit air /0 yang diperoleh dari kurva durasi pada +ambar >. Energi total yang diperoleh selama 7 tahun dengan tinggi jatuh air e&ekti& yang sebenarnya sebesar 9m adalah 79$8;4 M2h dengan daya yang terpasang sebesar 74$5 k2. *ila dibandingkan dengan hasil penelitian oleh )uipto dalam jurnal ke)impulan.om terbitan Minggu$ ; 'gustus ;4 tentang VInovasi )uipto dengan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro /PLTM!0 +unung )awurU. Ia membuat PLTM! dengan penelitian berulang kali dengan perobaan trial and error sehingga mendapatkan daya yang terpasang sebesar 7> k2. *egitu pula dengan hasil penelitian PLTM! dari %or&ri *. )inaga /;40 yang membuat ranangan turbin melalui program vis"al basic untuk PLTM! dan hasil ranangannya ditemukan daya listrik sebesar ;>$8
k2 dengan tinggi jatuh air sebesar 7$9 m sedangkan dalam penelitian ini sebesar 9$5 m didapat daya sebesar 74$5 k2. !al itu menunjukkan bahwa penelitian ini bisa diaplikasikan dalam keadaan yang sebenar< nya untuk PLTM! di desa Muntoi kabupaten *olaang Mongondow propinsi )ulawesi 1tara. Total energi listrik yang diperoleh dalam 7 tahun sebesar 79.8;4 k2h /Tabel ;0. *ila kita menghitung nilai jual listrik ke PL( dengan memperhitungkan total biaya pengeluaran#tahun sebesar ,p. 4 juta maka nilai jual listrik itu sebesar ,p. 5;9#k2h.
BAB + PEN"T"P Kesim,ulan
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro !idro pada daerah aliran sungai di desa Muntoi kabupaten *olaang Mongondow telah dianalisis dan dapat disimpulkan sebagai berikut: 7.
"emampuan tenaga air sebesar 74$5 k2 adalah daya yang terpasang atau daya
;.
listrik yang dihasilkan akibat tenaga air. Tinggi jatuh air e&ekti& yang sebenarnya sebesar 9 m dengan daya yang dihasilkan
>.
sebesar kira#dt. Energi total yang diperoleh dalam 7 tahun adalah 79$8;8 M2h.
A-TA) P"'TAKA
7.
'nalisa Perhitungan Mikrohidro.
htt p :##www.alpensteel.om#artile#5<7B< energi<
sungai
tanggal 5 Mei ;77. 'nonim. /;80. Manual pembangunan pembangkit listrik tenaga mikrohidro. I*E"'
>.
%IC'. %akarta. 'nonim. /;>0. VPedoman pengelolaan pengoperasian dan pemeliharaan PLTM!
B.
Leuwi "iara$ "abupaten Tasikmalaya. *andung: inas Pertambangan dan Energi. Energi terbarukan. net. /;80. VPanduan pe mbangunan pembangkit listrik mikro hidr o U.http:##dunia
5.
listrik. html. iakses tanggal 4 'pril ;77. !endar dan 1jang. /;90. esain$ manu&aturing dan instalasi turbin propeller open &lume W 7;5 Mm di C.. Cihanjuang Inti Teknik Cimahi<%awa *arat. *ogor:
6.
3akultas Teknologi Pertanian IP*. Indartono dan )etyo$ X. /;80. V"risis energi di Indonesia: Mengapa dan harus
9.
bagaimanaU. http:##www.te mpointerakti&. o m#hg#nusa#. "jolle and 'rne. /;70. !ydropower in norway$ mehanial eYuipment. Trond< heim: (orwegian 1niversity o& )iene and Tehnology.
