PLTMH
(Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro)
Oleh
1. ZAMZAMI (120150010)
2. RAHMAT (120150012)
3. ARIF FARIZAL (120150014)
UNIVERSITAS MALIKUSSALEH
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
2013-2014
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum wr, wb
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah yang Maha Kuasa atas segala Rahmat dan karunia-Nya dan tak lupa pula kita sanjungkan selawat dan salam kepangkuan Nabi besar Muhammad S.A.W yang telah membawa kita dari alam kebodohan ke alam yang penuh dengan ilmu pengetahuan .
Dalam penulisan makalah ini yang berjudul “ Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ”.Masih banyak kekurangan dalam penyelesaiannya,maka bila ada kesalahan dalam penyelesaiannya kami harap kritik/saran dari para mahasiswa dan dosen pembina.Oleh karena itu dari kesalahan ini kami dapat memperbaiki lagi untuk yang selanjutnya.
Dan kami juga mengucapkan banyak terima kasih kepada Dosen bidang studi Dasar Konfersi Energi Listrik yang telah mendidik dan membimbing kami selama ini.
Demikian semoga makalah ini dapat memberikan manfa’at bagi kita,
Wassalam
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang …………………………………………………………………… 1
1.2. Tujuan …………………………………………………………………………… 1
1.3. Rumusan Masalah ……………………………………………………………… 1
BAB II PEMBAHASAN
2.1. Pengertian PLTMH……………………………………………………………… 2
2.2. Komponen-komponen PLTMH…………………………………………………… 3
2.3. Prinsip kerja PLTMH ……………………………………………………………... 5
2.4. Pemanfaatan Produk Sampingan PLTMH ………………………………………... 6
2.5. PLTMH di Indonesia saat ini ……………………………………………………... 6
2.6. Cara Kerja PLTMH……………………………………………………………….... 7
2.7. Keadaan Lingkungan ……………………………………………………………. 8
2.8. Kelebihan dan Kekurangan PLTMH……………………………………………… 9
2.9. Perhitungan Teknis PLTMH…………………………………………………… 11
BAB III PENUTUP
3.1. Kesimpulan………………………………………………………………………… 14
3.2. Saran……………………………………………………………………………..... 14
DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Adanya krisis energi listrik pada sistem kelistrikan pada masing-masing daerah di Indonesia sudah dapat dipastikan akan mengakibatkan terjadinya kelangkaan energi, hal ini disebabkan karena pasokan listrik yang tersedia dengan
jumlah pemakaian listrik dan permintaan pemasangan baru oleh pelanggan tidak seimbang. Kita dapat membayangkan kemungkinan yang lebih buruk pada masa mendatang, yaitu ketika jumlah rumah semakin bertambah dan sekaligus semakin
gemar akan listrik, baik untuk penerangan maupun menghidupkan berbagai peralatan. Ketika kendaraan semakin banyak, kemacetan merajalela sehingga konsumsi bahan bakar naik tidak terkirakan, sementara BBM sukar diperoleh dan harganya tidak terjangkau.
Listrik kini menjadi kebutuhan pokok bagi manusia. Betapa tidak, jika listrik padam pada saat malam hari, pemukiman penduduk seakan-akan menjadi kota hantu. Lebih dari 60% peralatan rumah tangga beroperasi menggunakan listrik. sehingga dapat dibayangkan, jika listrik mati apa yang akan terjadi. Selama ini, kebanyakan dari kita berfikiran bahwa listrik hanya bisa disediakan oleh Negara (PLN). Sehingga pnduduk daerah pelosok negeri hanya bisa gigit jari membayangkan listrik akan masuk ke rumah-rumah mereka.
Sebenarnya kita bisa memasok listrik sendiri, dengan memanfaatkan aliran air sungai, air terjun yag sering kita temui di desa-desa atau daerah pegunungan. Pemanfaatan aliran air sungai ini dapat menghemat pasokan listrik dari PLN tetapi memang daya yang dihantarkan tidak sebesar energi listrik yang diberikan oleh PLN. Pembangkit listrik yang demikian disebut Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH). Disebut mikro karena daya yang dihasilkan tergolong kecil (masih dalam hitungan ratusan kilowatt). Tenaga air ini bisa berasal dari saluran sungai, saluran irigasi, air terjun alam, atau bahkan sekedar parit asal airnya kontinyu. Prinsip kerjanya adalah memanfaatkan tinggi terjunnya dan jumlah debit air.
1.2 Tujuan
Tujuan disusunnya makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui prinsip kerja dari PLTMH.
2. Mengetahui komponen-komponen PLTMH
3. Mengetahui keuntungan dipakainya PLMTH
4. Mengetahui solusi dari kekurangan PLMTH
5. Mengetahui Perhitungan Teknis PLTMH
1.3 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari makalah ini adala :
1. Bagaimana prinsip kerja dari PLTMH?
2. Apa saja keuntungan dari digunakannya PLTMH?
3. Apa saja solusi mengatasi kekurangan PLMTH?
BAB II
PEMBAHASAN
Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) adalah pembangkit listrik berskala kecil (kurang dari 200 kW), yang memanfaatkan tenaga (aliran) air sebagai sumber penghasil energi. PLTMH termasuk sumber energi terbarukan dan layak disebut clean energy karena ramah lingkungan. Dari segi teknologi, PLTMH dipilih karena konstruksinya sederhana,mudah dioperasikan, serta mudah dalam perawatan dan penyediaan suku cadang. Secara ekonomi, biaya operasi dan perawatannya relatif murah, sedangkan biaya inv estasinya cukup bersaing dengan pembangkit listriklain nya. Secara sosial, PLTMH mudah diterima masyarakat luas (bandingkan misalnya Secara ekonomi, biaya operasi dan perawatannya relatif murah, sedangkan biaya inv estasinya cukup bersaing dengan pembangkit listriklainnya Secara social PLTMH mudah diterima masyarakat luas disbanding kan misalnya.. dengan (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir). PLTMH biasanya dibuat dalam skala desa di daerah-daerah terpencil yang belum mendapatkan listrik dari PLN. Tenaga air yang digunakan dapat berupa aliran air pada sistem irigasi,sungai yang dibendung atau air terjun.
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) adalah pembangkit listrik yang memanfaatkan energi mekanik air untuk selanjutnya diubah menjadi energi listrik. Pada prinsipnya sama dengan Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). Bedanya daya yang dihasilkan kecil yakni kurang dari 100 kilo watt.Mikrohidro merupakan sebuah istilah yang terdiri dari kata mikro yang berarti kecil dan hidro yang berarti air. Secara teknis, mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sebagai sumber energi), turbin, dan generator. Mikrohidro mendapatkan energi dari aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian tertentu.
Pada dasarnya, mikrohidro memanfaatkan energi-potensial jatuhan air (head). Semakin tinggi jatuhan air maka semakin besar energi-potensial air yang dapat diubah menjadi energi listrik. Di samping faktor geografis (tata letak sungai), tinggi jatuhan air dapat pula diperoleh dengan membendung aliran air sehingga permukaan air menjadi tinggi. Air dialirkan melalui sebuah pipa pesat kedalam rumah pembangkit yang pada umumnya dibagun di bagian tepi sungai untuk menggerakkan turbin atau kincir air mikrohidro.
Energi-mekanik yang berasal dari putaran poros turbin akan diubah menjadi energi listrik oleh sebuah generator. Mikrohidro bisa memanfaatkan ketinggian air yang tidak terlalu besar, misalnya dengan ketinggian air 2.5 meter dapat dihasilkan listrik 400 watt.
Relatif kecilnya energi yang dihasilkan mikrohidro dibandingkan dengan PLTA skala besar, berimplikasi pada relatif sederhananya peralatan serta kecilnya areal yang diperlukan guna instalasi dan pengoperasian mikrohidro. Hal tersebut merupakan salah satu keunggulan mikrohidro, yakni tidak menimbulkan kerusakan lingkungan.
Perbedaan antara Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dengan mikrohidro terutama pada besarnya tenaga listrik yang dihasilkan, PLTA dibawah ukuran 200 KW digolongkan sebagai mikrohidro.
2.2 Komponen-komponen PLTMH
Berikut ini adalah skema komponen dari mikrohidro secara umum :
2.2.1 Komponen pengatur air
1. Diversion Weir (bendungan pengalih)
Merupakan bagian yang berfungsi untuk mengalihkan air dari sungai agar sampai ke bak pengendap. Bendungan ini menjadi supply air PLMTH yang akan digunakan.
2. Intake (Pembuka)
Intake sebagai pintu dam yang berfungsi mengatur supply air dari bendungan.
3. Settling Basin (Bak pengendap)
Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir maupun bahan lain yang larut dalam air. Tujuannya untuk melindung komponen-komponen lanjutan dari dampak pasir. Sebab akan bisa berakibat fatal. Misalnya turbin yang dipakai bisa saja rusak bila airnya tidak bersih. Bak ini dibuat dengan memperdalam dan memperlebar saluran penghantar dan menambahnya dengan saluran penguras.
4. Headrace (Saluran Pembawa)
Headrace hanya berfungsi sebagai saluran pembawa. Saluran ini akan mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan. Sehingga air yang tersalurkan tidak terlalu deras. Headrace biasanya digunakan pada kondisi sumber air letaknya berjauhan dengan letak PLMTH. Sehingga untuk menunjang supply air, dipakailah headrace.
5. Headtank (Bak Penenang)
Headtank berfungsi sebagai pengatur perbedaan keluaran air antara headrace dan penstock. Selain itu dipakai juga untuk pemisahan akhir kotoran yang ada dalam air. Semisal pasir, kayu dll. Sehingga ada 2 tahap penyaringan.
6. Penstock (Pipa Pesat)
Penstock dihubungkan ke tempat dengan elevasi yang lebih rendah, di mana turbin air berada. Penstock berfungsi mengalirkan air sebelum masuk ke turbin. Dalam pipa ini, energi potensial air di kolam penenang diubah menjadi energi kinetik yang akan memutar roda turbin. Pipa pesat biasanya dibuat dari baja yang di-rol, sambungan antar pipa pun harus kuat. Selain itu, diperlukan pondasi yang kokoh agar mampu menahan beban statis dan dinamis
Dalam aplikasinya, tidak semua komponen ini dipakai. Semisal headrace. Letak sumber air tidak berjauhan dengan PLTMH, maka headrace bisa tidak diperlukan. Contoh lainSettling Basin dan headtank yang bisa digabung menjadi satu. Namun demikian, pada kebanyakan aplikasi, semua komponen di atas dipakai untukmengatur input air.
2.2.2 Turbin
Turbin adalah mesin berputar yang berfungsi untuk mengambil energi mekanik dari aliran fluida. Dalam PLTMH digunakan turbin air. Turbin ini akan mengkonversikan menjadi energi gerak angular. Turbin air memiliki casing berupa baling-baling yang memfokus dan mengontrol fluida. Energi diperoleh dari tenaga shaft yang berputar. Turbin dapat memiliki kepadatan tenaga yang tinggi. Ini dikarenakan kemampuan turbin untuk beroperasi pada kecepatan sangat tinggi. Namun pada PLTMH, turbin yang dipakai memiliki kepadatan energi yang rendah. Sebab aliran airnya juga tak terlalu deras.
Berikut ini cara perawatan turbin mikrohidro agar berfungsi dengan baik :
• Pastikan turbin tidak berputar saat dilakukan pengecekan komponen dalam turbin
• Cek kondisi mur dan baut pada turbin
• Beri pelumas pada poros setiap 2-3 minggu sekali
• Cek dan bersihkan bagian dalam turbin minimal 6 bulan sekali. Pastikan tidak ada benda asing di dana
• Bersihkan badan turbin dari kotoran untuk menghindari karat
• Cek turbin setiap kali diketahui suhu, posisi maupun bunyi turbin tidak normal
2.2.3 Generator
Generator adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengubah daya gerak menjadi daya listrik. Untuk sistem mikro hidro ini kami menggunakan generator tak-serempak, baik untuk sistem fixed-speed maupun sistem variable speed. Keuntungan dari sistem fixed-speed menggunakan generator tak-serempak adalah murah, sistemnya sederhana dan kokoh (robast).
Sistem ini beroperasi pada kecepatan yang konstan, sehingga turbin hanya memperoleh daya maksimum pada satu nilai kecepatan angin. Sistem ini cocok untuk diterapkan pada mikrohidro yang kecepatan aliran airnya bisa diatur secara mekanik.
Kelemahan dari sistem ini adalah generator memerlukan daya reaktif untuk bisa menghasilkan listrik sehingga harus dipasang kapasitor bank atau dihubungkan dengan grid. Sistem ini rentan terhadap pulsating power menuju grid dan rentan terhadap perubahan mekanis secara tiba-tiba.
Berikut ini cara perawatan generator mikrohidro agar berfungsi dengan baik :
• Jangan menyentuh koneksi listrik saat generator beroperasi
• Cek keketatan mur dan baut generator
• Cek bila temperature generator tidak normal dan saat adanoise tidak wajar
• Bersihkan ventilasi dan kipas generator dari debu data tidak beroperasi
2.3 Prinsip kerja PLTMH
Mikrohidro tipe crossflow
Prinsip dasar mikrohidro adalah memanfaatkan energi potensial yang dimiliki oleh aliran air pada jarak ketinggian tertentu dari tempat instalasi pembangkit listrik. Sebuah skema mikrohidro memerlukan dua hal yaitu, debit air dan ketinggian jatuh (head) untuk menghasilkan tenaga yang dapat dimanfaatkan. Hal ini adalah sebuah sistem konversi energi dari bentuk ketinggian dan aliran (energi potensial) ke dalam bentuk energi mekanik dan energi-listrik. Daya yang masuk (Pgross) merupakan penjumlahan dari daya yang dihasilkan (Pnet) ditambah dengan faktor kehilangan energi (loss) dalam bentuk suara atau panas. Daya yang dihasilkan merupakan perkalian dari daya yang masuk dikalikan dengan efisiensi konversi (Eo).
Pnet = Pgross ×Eo kW
Daya kotor adalah head kotor (Hgross) yang dikalikan dengan debit air (Q) dan juga dikalikan dengan sebuah faktor gravitasi (g = 9.8), sehingga persamaan dasar dari pembangkit listrik adalah :
Pnet = g ×Hgross × Q ×Eo kW
Dimana head dalam meter (m), dan debit air dalam meter kubik per detik (m/s3).
PLTMH pada prinsipnya sama dengan PLTA yaitu memanfaatkan beda elevasi dan jumlah debit air yang ada pada aliran air.Aliran air ini akan memutar poros turbin sehingga menghasilkan energy meknik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator dan menghasilkan listrik.
Pembangunan PLTMH dimulai dengan membangun bendungan untuk mengatur supply air. Bendungan perlu dilengkapi intake(pintu pembuka) dan saringan agar sampah bisa disaring. Bendungan ini harus terletak pada dasar sungai yang stabil dan aman dari banjir. Dari intake, air disalurkan melalui headraceyang dilengkapi saluran pelimpah untuk mengeluarkan air yang berlebih. Tapi bisa juga saluran pelimpah tak diperlukan, tergantung kondisi.
Selanjutnya, air akan masuk ke kolam pengendap untuk mengendapkan pasir dan menyaring kotoran agar air yang masuk ke turbin bersih. Selanjutnya air akan masuk penstock dan dialirkan menuju turbin. Dalam penstock, energi potensial airakan diubah menjadi energi kinetik.
Dalam turbin, air akan mengenai inlet. Di dalamnya adaguided vane untuk mengaturjumlah air yang masuk ke baling-baling. Baling-baling ini terbuat dari baja yang kokoh yang dilas pada 2 buah piringan sejajar agar system seimbang. Turbin dilengkapi casing untuk mengarahkan ke baling-baling. Daya dai poros turbin ini ditransmisikan ke dalam generator untuk diubah jadi nergi listrik. Generator yang dipakai adalah generator sinkron dan generator induksi.
Sistem transmisinya bias langsung maupun tidak langsung. Sistem transmisi langsung memiliki kelebihan lebih kompak, mudah memindahkan daya serta efisiensi tinggi. Namun sumbunya harus benar-benar lurus dan putaran turbin sama dengan putaran generator. Untuk mengatasinya dapat dipakaigearbox. Gearbox dapat dipakai untuk mengubah rasio kecepatan rotasi.
Turbin dan generator sebaiknya diletakkan pada sebuah rumah yang terpisah. Pondasi dari turbin dan generator juga harus dipisahkan dari rumahnya. Hal ini bertujuan agar tidak ada masalah yang muncul akibat getaranListrik yang dihasilkan oleh generator dapat langsung ditransmisikan lewat kabel ataupun disimpan dalam storage
2.4 Pemanfaatan Produk Sampingan PLTMH
PLTMH menghasilkan 3 produk sampingan yakni kotoran, air keluaran dan panas. Dua di antaranya bisa dimanfaatkan yaitu air keluaran dan panas.
2.4.1 Pemanfaatan Air Keluaran
PLTMH hanya memanfaatkan energi mekanik dari air saja. Sehingga air keluaran dari PLTMH bisa dimanfaatkan. Apalagi kotoran-kotorannya telah dihilangkan dalam settling basin. Airnya bisa dipakai untuk irigasi dalam sawah maupun ladang. Bahkan bila sumber airnya bersih bisa juga dipakai untuk keperluan rumah tangga.
2.4.2 Pemanfaatan Panas
Baik turbin maupun generator tidak mungkin memiliki effisiensi 100%. Sehingga pada turbin tidak semua energi potensial diubah menjadi energi gerak mekanik. Dan pada generator tidak semua energi mekanik diubah menjadi energi listrik. Pada kedua komponen ini, akan dihasilkan panas juga. Panas yang bisa dimanfaatkan akan dimasukkan ke dalam economizer untuk bisa dimanfaatkan. Ecomizer yang dipakai misalnya heat exchanger. Panas yang tak bisa dimanfaatkan akan dibuang ke lingkungan.
2.5. PLTMH di Indonesia saat ini
PLTMH saat ini sudah banyak diterapkan di Indonesia. Karena banyak sekali potensi aliran air yang bisa dimanfaatkan untuk teknologi ini, terutama di daerah yang sebelumnya belum mendapat aliran listrik. Akhir-akhir ini Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) mengembangkan PLTMH sebagai solusi energi listrik pedesaan yang selama ini belum terjangkau listrik PLN. Pembangkit mikrohidro yang dikembangkan LIPI telah dibangun di sejumlah daerah di Tanah Air seperti di Makki, Wamena, Papua, Enrekang, Sulawesi Selatan, dan Nagrak, Subang, Jabar. Di kabupaten Enrekang, Sulawesi Selatan misalnya, telah dibangun PLTMH dengan kapasitas 20 kW bagi 96 rumah, sarana umum, dan di masjid.
Selain dari LIPI, pihak swasta juga turut membantu mengembangkan teknologi ramah lingkungan ini. Seperti di daerah Kemukiman Lhoong, Aceh. PLTMH ini terletak di Desa Kr Kala yang didiami 107 KK. PLTMH Lhoong merupakan bantuan dari PT Coca Cola Indonesia tahun 2005, pasca tsunami. Kapasitas yang terpasang pada mesin adalah 40 KW, sedangkan daya yang dihasilkan adalah 23 KW, dapat mengaliri 3 desa sekitar. Masyarakat tidak perlu takut dikenakan biaya listrik yang selangit karena tarif yang diberlakukan adalah tarif flat atau sesuai Ampere yang mereka gunakan. Bagi yang menggunakan listrik 2 ampere dikenakan biaya Rp.60 ribu/bulan, untuk yang memakai 1 ampere membayar Rp.30 ribu/bulan, sedangkan bagi yang cuma menggunakan ½ ampere cuma dikenakan biaya Rp.15 ribu/bulan.
2.6. Cara Kerja PLTMH
2.6.1 Cara Kerja
Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu :
1 Air (sumber energi),
2 Turbin dan
3 Generator.
PLT Mikrohidro pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air saluran irigasi, sungai atau air terjun. Aliran airini akan memutar poros turbin sehingga menghasilkan energi mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator dan menghasilkan listrik.
PLTMH perlu diawali dengan pembangunan bendungan untuk mengatur aliran air yang akan dimanfaatkan sebagai tenaga penggerak PLTMH. Bendungan ini dapat berupa bendungan beton atau bendungan beronjong. Bendungan perlu dilengkapi dengan pintu air dan saringan sampah untuk mencegah masuknya kotoran atau endapan lumpur. Bendungan sebaiknya dibangun pada dasar sungai yang stabil dan aman terhadap banjir. Di dekat bendungan dibangun bangunan pengambilan (intake). Kemudian dilanjutkan dengan pembuatan saluran penghantar yang ber fungsi mengalirkan air dari intake. Saluran ini dilengkapi dengan saluran pelimpah pada setiap jarak tertentu untuk mengeluarkan air yang berlebih.
Saluran ini dapat berupa saluran terbuka atau tertutup. Di ujung saluran pelimpah dibangun kolam pengendap. Kolam ini berfungsi untuk mengendapkan pasir dan menyaring kotoran sehingga air yang masuk keturbin relatif bersih. Saluran ini dibuat dengan memperdalam dan memperlebar saluran penghantar dan menambahnya dengan saluran penguras. Kolam penenang (forebay) juga dibangun untuk menenangkan aliran air yang akan masuk ke turbin dan mengarahkannya masuk ke pipa pesat (penstok). Saluran ini dibuat dengan konstruksi beton dan berjarak sedekat mungkin ke rumah turbin untuk menghemat pipa pesat.
Pipa pesat berfungsi mengalirkan air sebelum masuk keturbin. Dalam pipa ini, energi potensial air di kolam penenang diubah menjadi energi kinetik yang akan memutar roda turbin. Biasanya terbuat dari pipa baja yang dirol, lalu dilas.
Untuk sambungan antar pipa digunakan flens. Pipa ini harus didukung oleh pondasi y ang mampu menahan beban statis dan dinamisnya. Pondasi dan dudukan ini diusahakan selurus mungkin, karena itu perlu dirancang sesuai dengan kondisi tanah.
Turbin, generator dan sistem kontrol masing-masing diletakkan dalam sebuah rumah yang terpisah. Pondasi turbin-generator juga harus dipisahkan dari pondasirumahnya. Tujuannya adalah untuk menghindari masalah akibat getaran. Rumah turbin harus dirancang sedemikian agar memudahkan perawatan dan pemeriksaan. Setelah keluar dari pipa pesat, air akan memasuki turbin pada bagian inlet. Di dalamnya terdapat guided vane untuk mengatur pembukaan dan penutupan turbin serta mengatur jumlah air yang masuk ke runner/blade (komponen utama turbin). Runner terbuat dari baja dengan kekuatan tarik tinggi yang dilas pada dua buah piringan sejajar. Aliran air akan memutar runner dan menghasilkan energi kinetic yang akan memutar poros turbin.
Energi yang timbul akibat putaran poros kemudian ditransmisikan ke generator.Seluruh sistem ini harus balance. Turbin perlu dilengkapi casing yang berf ungsi mengarahkan air kerunner. Pada bagian bawah casing terdapat pengunci turbin. Bantalan (bearing) terdapat pada sebelah kiri dan kanan poros dan berfungsi untuk menyangga poros agar dapat berputar dengan lancar. Daya poros dari turbin ini harus ditransmisikan kegenerator agar dapat diubah menjadi energi listrik. Generator yang dapat digunakan pada mikrohidro adalah generator sinkron dan generator induksi. Sistem transmisi daya ini dapat berupa sistem transmisi langsung (daya poros langsung dihubungkan dengan poros generator dengan bantuan kopling), langsung, yaitu menggunakan sabuk atau belt untukmemindahkan daya antara dua poros sejajar.
Keuntungan sistem transmisi langsung adalah lebih kompak, mudah dirawat, dan efisiensinya lebih tinggi. Tetapi sumbu poros harus benar-benar lurus dan putaran poros generator harus sama dengan kecepatan putar poros turbin .Masalah ketidak lurusan sumbu dapat diatasi dengan bantuan kopling fleksibel. Gearbox dapat digunakan untukmengoreksi rasio kecepatan putaran. Sistem transmisi tidak langsung memungkinkan adanya variasi dalam penggunaan generator secara lebih luas karena kecepatan putar poros generator tidak perlu sama dengan kecepatan putar poros turbin. Jenis sabuk yang biasa digunakan untuk PLTMH skala besar adalah jenis flat belt, sedang V-belt digunakan untuk skala di bawah 20 kW.Komponen pendukung yang diperlukan pada sistem iniadalah pulley, bantalan dan kopling. Listrik yang dihasilkan oleh generator dapat langsung ditransmisikanl ewat kabel pada tiang-tiang listrik menuju rumah konsumen.
2.7. Keadaan Lingkungan
Dalam rangka pemenuhan kebutuhan energi daerah diperlukan upaya sebesar-besarnya penciptaan sumber energi yang dapat dikembangkan di daerah yang bersangkutan, misal energi terbarukan ramah lingkungan antara lain tenaga panas bumi, tenaga surya, tenaga angin, tenaga gelombang laut, bio massa dan pembangkit tenaga air. Disamping itu juga sumber enegi tak terbarukan dari fosil, misalnya tenaga batu bara, minyak dll.
Untuk pengembangan energi tak terbarukan atau tidak ramah lingkungan ini, perlu kajian-kajian mendalam tentang dampak lingkungan akan muncul secara serius.
Jika sumber daya manusia yang menguasahi PLTMH dapat tersebar di seantero nusantara dalam kualitas kompetensi dan kuantitas yang cukup dan mereka diakomodasi serta didukung kreativitasnya untuk membangun sumber-sumber energi di masing-masing daerah, maka harapan terjadinya suatu Revolusi Energi Indonesia akan menjadi kenyataan dan krisis energi dapat dieliminasi. Jika tidak maka stagnasi pembangunan daerah akan benar-benar terjadi.
Karena potensi PLTMH tersebut tersebar, maka tingkat kesulitan distribusi kecil, dibanding dengan pembangkit yang terspusat. Disamping itu PLTMH dapat dimanfaatkan untuk daerah-daerah terpencil yang sama sekali belum mendapat pasokan listrik. Sehingga dengan mengembangkan PLTMH pemerataan kesempatan untuk mendapatkan kue pembangunan dan Informasi lebih cepat tercapai.
PLTMH dipilih karena disamping ramah lingkungan (tidak mengeluarkan emisi) juga secara teknologi dan investasi dapat dijangkau oleh setiap pemerintah provinsi dan kabupaten di Indonesia dan hasil energinya dapat segera dinikmati masyarakat.
2.8 Kelebihan dan Kekurangan PLTMH
2.8.1 Kelebihan PLTMH
Berikut adalah beberapa kelebihan PLTMH sehingga cocok untuk dimanfaatkan :
1. Merupakan sumber saya terbarukan
2. Ramah lingkungan
3. Biaya operasional dan pemeliharaan lebih murah dibanding mesin dengan energi fosil
4. Penerapannya relatif mudah dan ramah lingkungan, tidak menimbulkan polusi udara dan suara.
5. Efisiensinya tinggi
6. Aman bila dipakai untuk memompa air, karena tidak digerakkan motor listrik. Selain itu efisiensinya lebih baik.
7. Produk sampingan seperti air keluaran bisa dimanfaatkan untuk keperluan irigasi. Selain itu panas yang dihasilkan juga bisa dipakai.
8. Masyarakat yang menikmati manfaat mikrohidro dapat membantu menjaga kondisi lingkungan daerah tangkapan airnya.
9. Indonesia memiliki potensi energi air yang besar
10. Jumlah sumberdaya manusia yang banyak
11. Indonesia telah mampu membuat turbin air sendiri
12. Telah ada pabrikan mikrohidro di beberapa wilayah Indonesia
13. Ada insentif dan bantuan fiskal kepada para pengembang yang tertera dalam Permen ESDM No. 04 Tahun 2012 Tentang Pembeliah Harga Jual Energi Listrik ke PLN pada kapasitas tegangan rendah dan menengah
14. Lokasi sumber daya air untuk PLTM dan PLTMH pada umumnya berada diwilayah pedesaan dan desa terpencil yang belum terjangkau jaringan listrik,
15. Penggunaan energi konvensional, seperti batubara untuk pembangkit listrik di wilayah ini akan memerlukan biaya yang tinggi karena adanya tambahan biaya transportasi bahan.
16. Mengurangi ketergantungan pada penggunanan bahan bakar fosil, dan
17. Meningkatkan kegiatan perekonomian sehingga diharapkan dapat menambah penghasilan masyarakat.
18. Menjadi energi alternatif pengganti listrik untuk penerangan di desa-desa terpencil yang tidak tersentuh jaringan PLN.
19. Penerima manfaat (penduduk desa) yang langsung merasakan manfaat dari potensi air tentunya akan berupaya untuk menjaga ketersediaan air sepanjang tahun dengan jalan melestarikan kawasan hutan sebagai kawasan penyangga air di sepanjang Daerah Aliran Sungai (DAS) yang dimanfaatkan.
20. PLTMH menggantikan penggunaan mesin genset diesel. Dapat mengurangi emisi karbon akibat pembakaran bahan bakar fosil solar. Dalam satu desa biasanya didapati sekurang-kurangnya 10 (sepuluh) buah mesin genset diesel.
21. Digantikannya peran mesin genset diesel dengan PLTMH sekaligus merupakan penghematan pemakaian BBM solar yang cukup besar. Sehingga dana yang sedianya untuk membeli solar dan biaya operasional genset dapat dialokasikan untuk kebutuhan lain, seperti pendidikan, kesehatan atau kebutuhan ekonomi lainnya.
22. Penguatan kelembagaan kelompok pengelola listrik desa dan kelompok pelestarian PLTMH yang berkelanjutan.
23. PLTMH yang dikelola dengan baik dapat menjadi sumber PADes (Pendapatan Asli Desa).
24. Dibandingkan dengan pembangkit listrik jenis yang lain, PLTMH ini cukup murah karena menggunakan energi alam.
25. Memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dioperasikan di daerah terpencil dengan tenaga terampil penduduk daerah setempat dengan sedikit latihan.
26. Tidak menimbulkan pencemaran.
27. Dapat dipadukan dengan program lainnya seperti irigasi dan perikanan.
28. Dapat mendorong masyarakat agar dapat menjaga kelestarian hutan sehingga ketersediaan air terjamin.
2.8.2 Kekurangan PLTMH
Berikut adalah beberapa kekurangan PLTMH yang ada di Indonesia sehingga perlu dicari solusinya :
1. Tidak semua aliran air dapat digunakan untuk pembangunan PLTMH. Faktor debit aliran sangat menentukan.
2. Beberapa jenis turbin air sangat sensitif terhadap fluktuasi debit air.
3. Perlu konservasi daerah tangkapan air, terutama di daerah hulu sungai
4. Biaya perijinan sebagai syarat untuk memperoleh Power Purchase Agreement (PAA) dalam membangun PLTMH juga masih relatif tinggi. Padahal PPA merupakan syarat untuk memperoleh kredit dari Perbankan
5. Kemampuan teknisi lokal yang masih terbatas dan sering menimbulkan kesalahan yang fatal.
6. Biaya investasi untuk teknologi mikrohidro masih tinggi.
7. Kurangnya sosialisasi PLTMH, terutama potensinya sebagai penggerak mekanis seperti pompa air, penggiling padi, dll
8. Diperlukan sosialisasi mengenai dampak positip penerapan mikro hidro terhadap pengembangan kegiatan sosial ekonomi masyarakat pedesaan seperti industri kecil/rumah, perbengkelan, pertanian, peternakan, pendidikan
2.9 Perhitungan Teknis PLTMH :
2.9.1 Perhitungan Efisiensi daya PLTMH
Daya hidrolik tenaga air :
Pair = ρgQh
Dengan : Pair = daya hidrolik air (kilowatt)
ρ = massa jenis air (1000 kg/m3)
g = percepatan gravitasi (9,81 m/s2)
Q = Debit air (m3/s)
h = tinggi jatuh efektif (m)
Daya listrik yang dihasilkan :
PE = Pair ηT ηG ηp ηs ηj ηt
Dengan :
PE = Daya listrik yang dihasilkan
ηT = Efisiensi Turbin
ηG = Efisiensi Generator
ηP = Efisiensi penstock
ηS = Efisiensi Sistem Kontrol
ηJ = Efisiensi Jaringan
ηT = Efisiensi Trafo
Contoh Soal : { Dari data PLTMH Poso 4 (Sulawesi Selatan) }, didapat :
Q = 0,3822 m3/s
h = 10 m
ηT = 0,85
ηG = 0,85
ηP = 0,95
ηS = 0,97
ηJ = 0,90
ηT = 0,98
Maka : Pair = ρgQh = 1000 m3/s x 9,81 m/s2 x 0,3822 m3/s x 10 m
= 49,05 kW
PE = Pair ηT ηG ηp ηs ηj ηt = 49,05 kW x 0,85 x 0,85 x 0,95 x 0,97 x 0,90 x 0,98
= 27,9214 kW
Daya aktual yang dihasilkan 25 kW.
Sehingga efisiensi total PLMTH = (25 kW : 27,9214 kW) x 100 % = 89,53 %
2.9.2 Perhitungan Harga keekonomisan listrik dari PLTMH
Pembangunan PLT Mikrohidro memerlukan investasi yang relatif besar. Nilai investasi per kW terpasangnya menurut perhitungan Yayasan Mandiri berkisar antara Rp 4 juta sampai Rp 8 juta. Adapun biaya (harga) listrik per kWh-nya dihitung berdasarkan biaya awal (initial cost) dan biaya operasional (operational cost). Komponen biaya awal terdiri dari:
1. biaya bangunan sipil
2. biaya fasilitas elektrik dan mekanik serta
3. biaya sistem pendukung lain.
Untuk komponen biaya operasional yaitu:
1. biaya perawatan,
2. biaya penggantian suku cadang,
3. biaya tenaga kerja (operator)
4. biaya lain yang digunakan selama pemakaian.
Biaya (harga) per kWh ditentukan oleh biaya rata-rata per hari dan besarnya energi listrik yang dihasilkan perhari (kWh/hari). Energi per hari ditentukan oleh besarnya daya terpasang serta faktor daya. Faktor daya adalah jumlah waktu (jam) efektif dimana PLT Mikrohidro menghasilkan energi listrik dalam satu hari (satuannya: jam/hari). Nilai faktor daya dipengaruhi oleh karakteristik (fluktuasi) aliran air dimana PLTMH dibangun.
Harga listrik per kWh dari PLTMH untuk daya terpasanga tiap 1 kW adalah sebagai berikut.
Kapasitas terpasang : 1 kW
Biaya awal : Rp 4 juta
Umur pakai PLMTH : 10 tahun
Biaya operasional : Rp 1 juta/tahun
Faktor Daya : 12
Maka biaya rata-rata (Rp) per hari adalah: Harga energi listrik per kWh adalah:
Jadi didapat harga listrik dari PLTMH ini sebesar Rp 320/kWh. Harga ini lebih murah jika dibandingkan dengan harga listrik PLN saat ini sebesar Rp 1380/kWh.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Kesimpulan dari makalah ini adalah sebagai berikut :
1. PLTMH bekerja dengan mengubah energi potensial air menajdi energi mekanik selanjutnya menjadi energi listrik
2. Nilai efisiensi PLTMH adalah 89,53 %
3. Kelebihan dari PLTMH adalah :
• Sumber energi terbarukan
• Efisiensi tinggi
• Banyak sumber potensinya di Indonesia
• Ramah lingkungan
• Air keluarannya bisa dipakai untuk irigasi
4. Solusi untuk mengatasi kekurangan PLTMH :
• Memperbanyak sosialisasi terhadap masyarakat
• Memberikan insentif untuk pengembangan PLTMH di Indonesia
5. Penggunaan energi mikrohidro juga dapat digunakan sebagai salah satu alternatif energi untuk daerah pedesaan karena ramah lingkungan karena tidak mengunakan BBM, sehingga harga jual listriknya bisa lebih kompetitif dan murah. Walaupun daya yang dihasilkan PLTMH berkisar antara 10-500 KW akan tetapi sangat membantu masyarakat 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.
6. Yang juga patut untuk diperhatikan adalah dampak lain yang akan timbul sangatlah besar yaitu tumbuhnya perekonomian di pedesaan dan masyarakat akan semakin peduli terhadap kelestarian sumber daya hutan sebagai sumber air dan masyarakat akan termotivasi untuk memelihara hutan dan vegetasi pohon disekitar mata air serta mencegah pembakaran hutan.
3.2. Saran
PLTMH ini sangat cocok di tempatkan pada daerah terpencil yang tidak di jangkau oleh jaringan listrik PLN,karena dapat termotivasi bagi masyarakat luas.
DAFTAR PUSTAKA
http://p3m.amikom.ac.id/.../76%20-%20MENGAPA%20MIKROHIDRO.pdf
http://student.eepis-its.edu/~basoka/taq/TELTRON-v3-n1-artikel5-april2006.pdf
http://balitbang.pu.go.id/sa
