PEMBUATAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO DENGAN MENGGUNAKAN TURBIN AIR TIPE PELTON 8 SUDU

Transkripsi

1 PEMBUATAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO DENGAN MENGGUNAKAN TURBIN AIR TIPE PELTON 8 SUDU TUGAS AKHIR Disusun untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Syarat-syarat untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun Oleh : FRENDY PRIMA WIDYAMARTA D FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2011 i

2 LEMBAR PERSETUJUAN Tugas Akhir dengan judul PEMBUATAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO DENGAN MENGGUNAKAN TURBIN AIR TIPE PELTON 8 SUDU ini diajukan oleh : Nama : FRENDY PRIMA WIDYAMARTA NIM : D Guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan program Sarjana jenjang pendidikan Strata-Satu (S1) pada Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta, telah diperiksa dan disetujui pada : Hari : Tanggal : Pembimbing 1 Pembimbing 2 (Aris Budiman, ST, MT.) (Hasyim Asy ari, ST, MT.) ii

3 LEMBAR PENGESAHAN Tugas Akhir dengan judul PEMBUATAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO DENGAN MENGGUNAKAN TURBIN AIR TIPE PELTON 8 SUDU ini telah diajukan dan dipertahankan di hadapan dewan penguji Tugas Akhir Fakultas Teknik Jurusan Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta, pada : Hari : Tanggal : Dewan Penguji Tugas Akhir : 1. Aris Budiman, ST. MT Hasyim Asy ari, ST. MT Umar, ST. MT Tindyo Prasetyo, ST.... Mengetahui Dekan Fakultas Teknik UMS Ketua Jurusan Teknik Elektro UMS ( Ir. Agus Riyanto, MT ) ( Ir. Jatmiko, MT ) iii

4 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kenikmatan, hidayah serta taufiqnya sehingga sampai saat ini masih diberikan kesempatan untuk beribadah dan meyembah padanya dan telah menjadikanku manusia yang berakal dan berguna dalam dunia ini. Sholawat serta salam untuk junjunganku, Nabiku Muhammad S.A.W yang aku nantikan nantikan syafa atnya. Hanya karena Allah SWT akhirnya penulis bisa melewati kendala dan tantangan dalam menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir ini. Tugas akhir ini disusun dan diajukan sebagai syarat untuk kelulusan dan mendapatkan gelar Sarjana Teknik di jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. Adapun judul tugas akhir yang penulis ajukan : PEMBUATAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO DENGAN MENGGUNAKAN TURBIN AIR TIPE PELTON 8 SUDU. Selama penyusunan tugas akhir ini penulis mendapat dukungan, dan saran serta bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu dengan tulus ikhlas dan kerendahan hati penulis mengucapkan rasa terima kasih sebesar besarnya kepada: 1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Ir. Jatmiko, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. iv

5 3. Bapak Aris Budiman, S.T., M.T dan Bapak Hasyim Asy ari, S.T., M.T. selaku Pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Umar, ST. MT. Dan Bapak Tindyo Prasetyo, ST. Selaku penguji Tugas Akhir. 5. Bapak dan Ibu dosen atas kesedianya membimbing dan memberikan waktunya kepada penulis selama di Teknik Elektro. 6. Kedua orang tuaku tercinta dan seluruh keluarga terima kasih atas semua kasih sayang, do a, yang tiada hentinya dan tidak pernah surut sehingga penulis bisa seperti saat ini. 7. Seluruh Staf Tata Usaha, Staf Akademik maupun non Akademik, yang telah banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis selama menempuh studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. 8. Rekan-rekan seperjuangan Teknik Elektro 2007, rekan-rekan kerja di KMTE dan temen-temen Elektro semuanya, semoga kekeluargaan ini tetap terjaga hingga nanti. 9. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 10. Seluruh elemen kehidupan yang selalu menginspirasi perjalanan ini. Akhir kata, penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. v

6 Semoga karya ini dapat bermanfaat untuk rekan-rekan mahasiswa dan pihak-pihak yang berkepentingan. Boyolali, Juni 2011 Penulis vi

7 MOTTO Dan bahwasanya seorang manusia tiada memperoleh selain apa yang telah diusahakannya. ( Q.S. An Najm : 39 ) Jangan membiasakan diri dengan keadaan yang tidak baik, tapi berusahalah mengubah keadaan itu menjadi lebih baik. Jangan pernah takut untuk mencoba meskipun kegagalan menantimu, karena kamu tak tahu apa yang kamu peroleh ketika kamu berhasil. Jangan pernah berubah karena seseorang, karena kamu akan kehilangan jati diri. Jika kamu di jalan yang benar, maka berbanggalah. Jadilah 1 yang selalu bersyukur ketika melihat 0, jadilah 1 yang selalu berusaha ketika melihat 2. (Frendy Prima W) Jika kamu melakukan 1 kebaikan, kamu akan mendapatkan balasan lebih dari sama dengan 1. Sedangkan jika kamu melakukan 1 keburukan, kamu akan mendapatkan balasan kurang dari sama dengan 1. (Almh. SaZ) vii

8 PERSEMBAHAN Sedikit karya ini kupersembahkan untuk yang tercinta dan terkasih : Allah SWT yang senantiasa melimpahkan nikmat, karunia dan hidayahnya kepada kita semua. Ayahanda dan Ibundaku tercinta. Kasih sayang, pengorbanan, doa, abadi sepanjang masa, dan yang selalu dan tiada henti-hentinya membinmbingku, kalianlah inspirasiku. SaZ yang telah mengajarkan kesabaran, keteguhan, dan kesetiaan. Tetaplah terjaga di syurga-nya. Hujan, angin, petir dan semua elemen kehidupan yang terasa selalu menyemangati dan menginspirasi disaatku bernafas pun sedikit sulit. Segenap Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro ( KMTE ) Teman-teman Teknik Elektro 2007 viii

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... MOTTO... PERSEMBAHAN... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... ABSTRAKSI... DAFTAR KONTRIBUSI... i ii iii iv vii viii ix xii xiii xiv xv BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Telaah Penelitian Landasan Teori Kondisi Air... 6 ix

10 Kincir Air (Water Wheel) Kincir Air Overshot Kincir Air Undershot Kincir Air Breastshot Kincir Air Tub Pemilihan Turbin Kriteria Pemilihan Jenis Turbin Generator Bagian Generator Alternator BAB III. METODE PENELITIAN Prosedur Penelitian Persiapan Yang Dilakukan Alat dan Bahan Diperlukan Dalam Penelitian Bahan Alat Waktu dan Tempat Pengambilan Data Diagram Alur Penelitian Urutan dari Penelitian Diagram Alur Penelitian BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN ANALISA Hasil Penelitian x

11 4.2. Analisa BAB V. PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Kincir air Overshot... 9 Gambar 2.2. Kincir air Undershot Gambar 2.3. Kincir air Breastshot Gambar 2.4. Kincir air Tub Gambar 3.1. Diagram alur penelitian pembuatan pembangkit listrik tenaga mikrohidro Gambar 4.1. Diagram Batang Daya Alternator menurut Pengukuran Gambar 4.2. Diagram Batang Daya Alternator menurut Perhitungan Gambar 4.3. Grafik Perbandingan Daya Alternator menurut Pengukuran dan Daya Alternator menurut Perhitungan xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Data potensi dan kapasitas daya kincir Tabel 2.2. Pengelompokan turbin Tabel 2.3. Daerah operasi turbin Tabel 3.1. Spesifikasi dari alternator Tabel 3.2. Rincian rencana penelitian dan pembuatan laporan Tabel 4.1. Tabel Pengukuran Turbin Air Tabel 4.2. Tabel Daya Alternator menurut Pengukuran Tabel 4.3. Daya Alternator menurut Perhitungan Tabel 4.4. Daya Kinetik Air Tabel 4.5 Kecepatan Putar Turbin Air xiii

14 ABSTRAKSI Listrik merupakan energi yang memiliki peran penting dalam kehidupan manusia. PT. PLN sebagai penyedia energi listrik sekarang ini mengalami kesulitan untuk mencukupi kebutuhan energi listrik nasional, hal ini disebabkan karena kebutuhan listrik jauh lebih besar dibandingkan dengan kapasitas pembangkitan energi yang ada saat ini. Kondisi demikian, mendorong untuk mencari dan mengkaji pemanfaatan sumber energi baru, yang sifatnya terbarukan, murah, ramah lingkungan serta jumlahnya tidak terbatas. Indonesia sebenarnya sangat berpotensi untuk menjadikan aliran air sungai sebagai salah satu sumber energi masa depannya mengingat Indonesia mempunyai banyak sungai besar yang bisa dimanfaatkan sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMh). Penelitian Pembuatan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMh) Menggunakan Turbin Air Tipe Pelton 8 Sudu bertujuan untuk mengetahui apakah potensi aliran air sungai yang ada layak digunakan sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMh). Metode yang digunakan adalah pembuatan turbin air tipe Pelton 8 sudu dan memanfaatkan potensi aliran air sungai di Bendungan Bagor, Juwiring, Klaten sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMh) dengan menggunakan turbin air tipe Pelton 8 sudu, alternator mobil, dan accu 5 AH.. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemanfaatan potensi aliran air sungai di Bendungan Bagor, Juwiring, Klaten menggunakan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMh) dengan dibebani lampu 45 watt dapat menghasilkan daya maksimum sebesar 45,262 watt, dengan debit air maksimum sebesar 0,099 m 3 /s dan jatuh air dengan ketinggian 0,865 m. Presentase kemampuan daya alternator yang bisa digunakan sebesar 11,55 %. Kata kunci : sumber energi, PLTMh, alternator. xiv

15 DAFTAR KONTRIBUSI Tugas Akhir ini berawal dari ketertarikan penulis terhadap Energi alternatif dan yang terbarukan, khususnya energi tersebut mempunyai peran yang sangat penting dalam memenuhi kebutuhan energi. Ide Tugas Akhir ini berasal dari Bapak Hasyim Asy ari, S.T., M.T. Beliau menawarkan judul Tugas Akhir mengenai pemanfaatan energi alternatif. Setelah berkonsultasi dan diberikan penjelasan, akhirnya penulis berminat untuk ikut serta dalam penelitian. Beliau juga menyarankan untuk dosen pembimbing pertama tugas akhir ini adalah Bapak Aris Budiman, ST, M.T. Setelah berkonsultasi dengan Bapak Aris Budiman, ST, M.T. mengenai judul Tugas Akhir dan beliau bersedia untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan serta menyusun laporan Tugas Akhir ini. Setelah seminar Proposal Tugas Akhir ada beberapa saran dan masukkan dari dosen penguji demi perbaikkan Tugas Akhir ini. Penelitian tugas akhir ini dilakukan penulis di Bendungan Bagor, Juwiring, Klaten. Sebagian bahan dan alat menggunakan yang ada di Lab. Jurusan Teknik Elektro, dan kekurangannya beli. Pengambilan data dilakukan beberapa kali untuk mendapatkan seluruh data yang diperlukan dalam penelitian ini. Setiap ada perubahan penulis selalu berkonsultasi dengan pembimbing, hingga akhirnya seluruh data yang diperlukan terkumpul. Kemudian penulis menganalisa data yang terkumpul. Hasil pengujian dan analisa disusun dalam sebuah laporan Tugas Akhir. xv

16 Demikian daftar konstribusi penulis susun dengan sejujur-jujurnya. Boyolali, Juni 2011 Mahasiswa Tugas Akhir Frendy Prima Widyamarta Mengetahui Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Aris Budiman, S.T., M.T. Hasyim Asy ari, S.T., M.T. xvi