STUDI PENERAPAN METODE FLOW DURATION CURVE

Transkripsi

1 STUDI PENERAPAN METODE FLOW DURATION CURVE MAJEMUK UNTUK PERHITUNGAN ENERGI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR TIPE RUN OFF RIVER DI SUNGAI KONANG KABUPATEN TRENGGALEK Agung Rizqi Ramadhani 1, Lily Montarcih Limantara 2, Rispiningtati 2 1 Mahasiswa S-1 Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang 2 Dosen Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang agungrizqiramadhani@gmail.com ABSTRAK Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) merupakan sala h satu energi terbarukan. Energi terbarukan merupakan energi alternatif ramah lingkungan yang berpotensi besar untuk memenuhi kebutuhan energi bagi penduduk dan sektor industri yang semakin berkembang di Indonesia. Pembangkit Listrik tenaga Minihidro (PLTM) tipe run off river merupakan pembangkit listrik tenaga air dengan kapasitas menengah (1MW-10MW) yang memanfaatkan aliran sungai sebagai sumber energinya. Agar PLTM menghasilkan energi yang maksimal, diperlukan ketersediaan debit andalan dan tinggi jatuh yang cukup. Untuk mengetahui debit andalan suatu sungai, harus dilakukan analisa debit menggunakan metode yang tepat guna. Studi ini ingin mengangkat suatu metode baru tentang analisa debit untuk PLTM agar menghasilkan energi yang maksimal, yaitu Flow Duration Curve (FDC) Majemuk. Dengan metode ini diharapkan potensi debit yang tersembunyi pada suatu sungai dapat dimunculkan dan dimanfaatkan secara optimal. Flow Duration Curve (FDC) majemuk merupakan suatu metode baru hasil pengembangan dari FDC tunggal yang umum digunakan. FDC majemuk merupakan lengkung durasi aliran yang digambarkan dalam bentuk grafik dengan melakukan pemilahan dan pengelompokan data deret hidrologi (debit) berdasarkan tren bulan basah dan bulan kering. Pada studi ini FDC majemuk dikelompokkan menjadi empat kelompok, yaitu FDC 1 (tunggal), FDC 2 (kelompok bulan basah dan bulan kering), FDC 3 (kelompok bulan basah 1, bulan kering dan bulan basah 2) dan FDC 4 (kelompok bulan basah 1, bulan kering 1, bulan kering 2 dan bulan basah 2) yang didasarkan dari metode Oldeman. Hasil dari analisa tersebut untuk diaplikasikan pada rencana PLTM tipe run off river yang berlokasi di sungai Konang, Kabupaten Trenggalek. Dengan perlakuan tersebut, diduga akan menghasilkan debit rencana untuk PLTM dengan berbagai kuantitatif yang diharapkan dapat menghasilkan peningkatan energi PLTM secara signifikan. Kata Kunci : debit andalan, F.J. Mock, pembangkit listrik tenaga minihidro (PLTM), run off river, lengkung durasi aliran, flow duration curve ABSTRACT Hydroelectric Power Plant (HEPP ) is one of The Renewable Energy. Renewable energy is an environmentally friendly alternative energy to sufficient energy needs of the population and growing industrial sector in Indonesia. Mini-hydro power plant (mini power) is a type of run-off river hydropower plants with medium capacity (1MW - 10MW) which use the river as a source of energy. So that micro power plants produce maximum energy, required availability and high discharge falls mainstay sufficient. To determine the mainstay of a river discharge, the discharge should be analyzed using appropriate methods. This study want to raise a new method of analysis for micro power discharge to produce maximum energy, the method is plural Flow Duration Curve (FDC). With this method, this study expected to discharge hidden potential in a river can be raised and utilized optimally Plural flow duration curve (FDC) is a new method of developing a single FDC such as commonly used. Plural FDC is a curved flow duration are depicted in graphs by sorting

2 and grouping the data series hydrology (discharge ) based on the trend of wet and dry months. In this study, plural FDC classified into four groups, namely FDC 1 (single), FDC 2 (groups of wet month and dry months), FDC 3 (groups of wet month 1, dry month and wet months 2) and FDC 4 (group of wet months 1, dry month 1, dry month 2 and wet month 2) which is based on the method Oldeman. The results from the analysis to be applied at the plan of micro power run-off river were is located in the Konang river on Trenggalek regency. With such treatment is expected to produce a discharge plan for micro power plants with a quantitative variety which was can generate energy increase significantly of micro power. Keywords : discharge mainstay, F.J Mock, mini-hydro power plants (micropower), run off river, arc duration of flow, flow duration curve I. PENDAHULUAN Terganggunya siklus hidrologi yang berdampak pada perubahan iklim secara ekstrim menjadi suatu permasalahan yang sedang dihadapi oleh manusia pada masa ini. Perubahan iklim dipengaruhi oleh banyak faktor yang dapat disebabkan akibat kegiatan manusia maupun kejadian alam. Salah satu faktor tersebut adalah peningkatan jumlah penduduk dan semakin berkembangnya sektor industri yang memicu peningkatan penggunaan energi. Penggunaan energi yang kebanyakan dari hasil pembakaran fosil secara terus menerus akan mengakibatkan peningkatan jumlah karbon dioksida. Karbon dioksida merupakan salah satu gas rumah kaca penyebab perubahan iklim. Sehubungan dengan hal tersebut, dilakukan usaha alternatif untuk mengurangi penggunaan energi listrik berbahan fosil yang dapat memicu perubahan iklim. Usaha alternatif tersebut adalah dengan cara menggunakan energi terbarukan, yaitu energi non-fosil yang berasal dari alam dan dapat diperbaharui secara berkesinambungan. Beberapa energi non-fosil yang dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik adalah energi surya, energi angin, energi biogas, energi nuklir dan energi air. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) merupakan salah satu cara/alat untuk menghasilkan tenaga listrik dengan memanfaatkan energi air. PLTA dapat dibuat dengan skala kecil maupun skala besar. PLTA dengan kapasitas antara 1 MW 10 MW biasanya disebut Pembangkit Tenaga Minihidro (PLTM). Listrik Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro (PLTM) memanfaatkan energi air yang terdapat pada aliran sungai untuk menghasilkan tenaga listrik dengan skala yang tidak terlalu besar. PLTM merupakan salah satu bentuk pemanfaatan daerah aliran sungai sebagai energi alternatif yang sangat mungkin dikembangkan di Indonesia yang memiliki banyak sungai dan sumber daya air yang melimpah. Studi ini berlokasi di provinsi Jawa Timur tepatnya di kecamatan Dongko, kabupaten Trenggalek. Pada lokasi tersebut mengalir anak sungai Brantas, yaitu sungai Konang. Sungai Konang merupakan salah satu daerah aliran sungai (DAS) yang sampai saat ini belum termanfaatkan dengan baik. Dengan potensi yang ada (dalam bentuk debit), DAS Konang dapat dikembangkan untuk menghasilkan suatu energi terbarukan dengan cara pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro (PLTM) run off river. Dengan pemanfaatan tersebut, energi listrik yang dihasilkan PLTM dapat dinikmati dan dimanfaatkan untuk kebutuhan masyarakat sekitar. Secara umum, konsep dari PLTM run off river adalah merupakan jenis pembangkit yang memanfaatkan aliran air sungai secara langsung dengan cara menampung dan meninggikan muka air melalui bendung/kolam tampungan. Dalam perencanaan PLTM run off river terdapat dua hal pokok yang harus

3 diperhatikan, yaitu aliran sungai (debit) dan tinggi jatuh yang ada di lokasi. Hal tersebut merupakan dasar dilakukannya studi ini, dengan mencari potensi (debit) dari sungai Konang menggunakan metode analisa debit yang tepat guna. Metode analisa debit yang digunakan adalah metode Flow Duration Curve (FDC) majemuk yang merupakan pengembangan dari metode flow duration curve tunggal yang umum digunakan. FDC majemuk memilah dan mengelompokkan data deret hidrologi (curah hujan/debit) berdasarkan tren bulan basah dan bulan kering. Pengelompokan tersebut dilakukan untuk melihat secara keseluruhan potensi aliran air (debit) pada saat musim basah dan musim kering agar tidak bias/hilang dengan penggunaan metode flow duration curve tunggal. Dari analisa tersebut diambil debit rencana/andalan untuk kemudian dihitung daya dan energi teoritis dari PLTM dengan penentuan turbin sesuai tipe dan spesifikasi yang tersedia di pasaran berdasarkan tinggi jatuh yang ada. Dengan penggunaan metode FDC majemuk tersebut, diharapkan akan memudahkan operasional dari PLTM. Dengan melihat hal tersebut seperti yang dijelaskan di atas, dapat dirumuskan beberapa masalah yang akan dikaji dalam studi ini, yaitu : 1. Berapakah debit andalan yang tersedia pada DAS Konang? 2. Bagaimana kondisi karakteristik DAS Konang berdasarkan rasio Qmax/Qmin? 3. Bagaimanakah tipe turbin yang sesuai untuk diterapkan pada PLTM tipe run off river di sungai Konang? 4. Berapakah besaran daya dan energi yang dapat dihasilkan metode FDC tunggal dan FDC majemuk? Dari beberapa penjelasan yang disebutkan di atas, adapun maksud dan tujuan dari studi ini adalah untuk melakukan optimalisasi potensi (debit) pada suatu daerah aliran sungai. Hal tersebut dilakukan agar semua DAS khususnya DAS Konang yang memiliki debit air terbatas dapat dikembangkan dan dimanfaatkan untuk menghasilkan suatu energi alternatif melalui pembuatan PLTM. Dengan penggunaan FDC majemuk, sebuah pembangkit listrik dapat menghasilkan energi yang lebih maksimum dibandingkan dengan menggunakan FDC tunggal. II. METODOLOGI Dalam studi penerapan metode FDC majemuk untuk analisa energi PLTM ini menggunakan 3 macam data yang berbeda, yaitu data debit, data klimatologi dan data topografi. Data debit diperoleh dari hasil pembangkitan data/konversi data hujan menggunakan metode F.J. Mock. Data hujan diperoleh dari stasiun hujan Dongko, sedangkan data klimatologi diperoleh dari stasiun klimatologi Trenggalek. Data-data tersebut kemudian diolah untuk dapat digunakan dalam analisa FDC majemuk seperti yang dijelaskan sebagai berikut : 1. Pengujian Data Hujan Sebelum melakukan pembangkitan data debit, dilakukan uji keseragaman/homogenitas data terhadap data hujan. Pengujian dilakukan menggunakan metode RAPS ( Rescaled Adjusted Partial Sums). Metode ini menguji data satu stasiun untuk dideteksi nilai rataratanya ( mean) dengan data dari stasiun itu sendiri. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut : Q = maks Sk** untuk 0 k n R = maks Sk** - min Sk** Sk* = ( x ), Sk** = Sk* / Dy Dy 2 =, Dy = dengan : n = jumlah data. Sk** = nilai Sk* dibagi dengan Dy R = atribut nilai statistik (range)

4 Q = atribut besar nilai statistik dari perhitungan di atas. Sk* = data hujan (X) data hujan rata-rata ( ) Dy 2 = nilai kuadrat dari Sk* dibagi dengan jumlah data. Dengan melihat data di atas, maka dapat dicari nilai Q/ n dan R/ n. Hasil yang didapat dibandingkan dengan nilai Q/ n dan R/ n tabel, syarat analisa diterima (masih dalam batasan konsisten) jika nilai Q/ n dan R/ n hitung lebih kecil dari nilai Q/ n dan R/ n tabel. Tabel 1. Nilai Q/ n dan R/ n Sumber: Harto (1993:60) Setelah analisa tersebut dilakukan, dilanjutkan dengan mencari data outlier. Keberadaan data outlier perlu dihapus agar tidak mengganggu pemilihan jenis distribusi suatu sampel data. Ditetapkan batas nilai ambang bawah XL dan ambang atas XH sebagai berikut (Anonim, 2009) : XH = exp. (Xrerata + Kn. S) XL = exp. (Xrerata - Kn. S) dengan : XH = nilai ambang atas XL = nilai ambang bawah Xrerata= nilai rerata logaritma data S = simpangan baku logaritma Kn = besaran jumlah sampel data n = jumlah sampel data Tabel 2. Nilai Kn dalam Pengujian Outlier K n K n K n K n Data Data Data Data 10 2, , , , , , , , , , , , , , , , , , ,7 80 2, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,804 Sumber: Chow (1988:404) 2. Pembangkitan Data Setelah dilakukan uji homogenitas/keseragaman data (data hujan sudah seragam) kemudian dilakukan konversi/pembangkitan data debit dari data hujan menggunakan metode F.J. Mock. Data debit digunakan untuk analisa energi PLTM dengan cara mencari debit andalan menggunakan kurva durasi aliran. Metode Mock, dihitung dengan langkah-langkah berikut: a. Menyiapkan data yang dibutuhkan. b. Menentukan nilai evapotranspirasi potensial dan terbatas. c. Menentukan harga kelembaban tanah (SMC) dan besar hujan di permukaan tanah ( s). d. Menghitung nilai infiltrasi (i) dengan koefisien 0-1,0. e. Menghitung air lebihan tanah (water surplus) dan perubahan kandungan air bawah tanah (Vn). f. Menghitung aliran dasar dan langsung. g. Menghitung nilai debit yang tersedia di lokasi/sungai. 3. Flow Duration Curve (FDC) Data debit hasil pembangkitan kemudian dianalisa menggunakan Flow Duration Curve (FDC) untuk menentukan besar debit andalan. FDC pada umumnya mengelompokkan data seri hidrologi (data debit) selama satu tahun penuh tanpa memisahkan antara data bulan basah dan data bulan kering. Pengelompokan tersebut biasanya disebut sebagai FDC tunggal. Dalam studi ini, dicoba suatu metode baru hasil pengembangan FDC tunggal, yaitu FDC majemuk yang mengelompokkan data berdasarkan kondisi bulan basah dan bulan kering. Pengelompokan tersebut terbagi menjadi FDC 1 (tunggal, tanpa pengelompokan), FDC majemuk 2 (pengelompokan data bulan basah dan bulan kering), FDC majemuk 3 (pengelompokan data bulan basah 1, bulan kering dan bulan basah 2), FDC majemuk 4 (pengelompokan data

5 bulan basah 1, bulan basah 2, bulan kering 1 dan bulan kering 2). Pengelompokan FDC majemuk didasarkan dari metode Oldeman yang menetapkan klasifikasi iklim beradasarkan peninjauan, dimana hujan bulan basah bila curah hujan bulanan > 200 mm dan hujan bulan kering bila curah hujan bulanan < 100 mm. Gambar 1. Contoh Pengelompokan Data untuk FDC Majemuk Gambar 2. Contoh Grafik FDC Majemuk 4. Analisa Daya dan Energi Perhitungan daya dan energi merupakan output terakhir dari analisa dan perhitungan yang telah dilakukan sebelumnya. Perhitungan daya dan energi dihitung hanya sampai perhitungan daya teoritis dan energi teoritis saja dengan rumus sebagai berikut : - Daya Teoritis = 9,81 x Q x Heff (kw) - Daya Turbin = 9,81 x ηt x Q x Heff (kw) - Generator = 9,81 x ηg x ηt x Q x Heff (kw) dengan : P = daya yang dihasilkan (kw) Ηt = efisiensi turbin Ηg = efisiensi generator p = massa jenis air = 1000 (kg/m3) Q = debit pembangkit (m3/dt) Heff= tinggi jatuh efektif (m) III. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Pengujian Data Hujan Pada studi ini data hujan diperoleh dari satu stasiun, yaitu stasiun hujan Dongko. Dari kondisi tersebut uji homogenitas menggunakan metode RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums). Dari data statistik di bawah ini, dapat dicari nilai Q/ n dan R/ n dengan probabilitas 95% dan jumlah data (n)=10. Tabel 3. Hasil Pengujian Data Hujan dengan Metode RAPS No. Tahun Curah Hujan Sk* [Sk*] Dy 2 Dy Sk** [Sk**] ,08 24,24 24,24 58,77 0,96 0, ,17 12,33 12,33 15,19 0,49 0, ,83-15,01 15,01 22,53-0,59 0, ,00-37,84 37,84 143,20-1,50 1, ,17 25,33 25,33 64,14 1,00 1,00 25, ,75-1,09 1,09 0,12-0,04 0, ,67-45,18 45,18 204,08-1,79 1, ,92 36,08 36,08 130,14 1,43 1, ,42 2,57 2,57 0,66 0,10 0, ,42-1,43 1,43 0,20-0,06 0,06 Rerata 222,84 Max 1,43 1,43 639,02 Min -1,79 1,79 Sumber : Hasil Perhitungan Q/n^0,5 = 0,86 < Q/n^0,5 tabel = 1,14 R/n^0,5 = 0,52 < R/n^0,5 tabel = 1,28 Dari hasil perhitungan, didapat nilai Q/ n dan R/ n hitung lebih kecil dari nilai Q/ n dan R/ n tabel. Dengan demikian pengujian data dapat diterima (masih dalam batasan konsisten). Setelah data dianggap konsisten, dilanjutkan mencari data outlier dengan uji abnormalitas data. Didapatkan nilai ambang atas XH = 392,83 dan nilai ambang bawah XL = 150,98 dari jumlah 10 data. Nilai tersebut digunakan sebagai acuan pemakaian data, bila melebihi nilai ambang, data dapat dihapus agar tidak mengganggu proses analisa selanjutnya. 2. Pembangkitan Data Dalam studi ini, pembangkitan data debit dari data hujan digunakan metode F.J Mock, karena metode tersebut umum digunakan. Dalam metode Mock, salah satu data yang dibutuhkan adalah data evapotranspirasi potensial. Data tersebut dihitung menggunakan 3 metode (Blaney-Criddle, Radiasi dan Penman) untuk mencari nilai ETo paling besar.

6 Tabel 4. Perhitungan Evapotranspirasi Metode Blaney Criddle Metode Radiasi Metode Penman c ET0* ET0 ET0* ET0 ETo* ETo c c (mm/hr) (mm/hr) (mm/hr) (mm/hr) (mm/hr) (mm/hr) 0,80 6,129 4,903 0,80 5,434 4,347 1,10 8,295 9,124 0,80 5,720 4,576 0,80 5,908 4,726 1,10 10,780 11,858 0,75 6,129 4,597 0,75 6,321 4,741 1,10 8,569 9,426 0,70 5,907 4,135 0,75 5,720 4,290 0,90 5,625 5,062 0,70 5,684 3,979 0,75 4,958 3,718 0,90 5,187 4,669 0,70 5,637 3,946 0,75 4,669 3,502 0,90 5,920 5,328 0,70 5,581 3,907 0,75 5,663 4,247 0,90 17,836 16,052 0,75 5,719 4,289 0,80 6,353 5,082 1,00 10,511 10,511 0,80 5,641 4,513 0,80 5,609 4,487 1,10 7,748 8,522 0,80 5,891 4,713 0,80 5,361 4,289 1,10 7,604 8,364 0,80 5,917 4,734 0,80 6,211 4,969 1,10 7,687 8,456 0,80 6,147 4,918 0,80 6,578 5,262 1,10 13,803 15,183 Sumber : Hasil Perhitungan Nilai ETo Terbesar - Nilai ET0 metode Blaney-Criddle diperoleh dengan rumus : ET0 = ET0* x C = 6,129 x 0,80 = 4,903 mm/hari - Nilai ET0 metode Radiasi diperoleh dengan rumus : ET0 = ET0* x C = 5,434 x 0,80 = 4,347 mm/hari - Nilai ET0 metode Penman diperoleh dengan rumus : ET0 = ET0* x C = 8,295 x 1,10 = 9,124 mm/hari Dari perhitungan tersebut ditentukan metode yang digunakan adalah metode Penman. Metode Penman menghasilkan nilai evapotranspirasi potensial (ETo) paling besar dari metode lainnya untuk kemudian digunakan dalam perhitungan konversi data debit metode mock dengan data-data berikut : - Data luas DAS sebesar 33,79 km 2. - Data hujan dan hari hujan dari stasiun hujan Dongko ( ). - Data klimatologi diperoleh dari stasiun klimatologi Trenggalek. - Parameter permukaan lahan terbuka (m) untuk lahan pertanian yang diolah sebesar 30%. - Kapasitas kelembaban tanah / Soil Moisture Capacity (SMC) berdasarkan kondisi porositas lapisan tanah sebesar 100 mm. - Koefisien infiltrasi (i) sebesar 0,5 dilihat dari kondisi porositas tanah dan kemiringan lahan. - Faktor resesi aliran air tanah (k) sebesar nilai 0,5. Tabel 5. Contoh Pembangkitan Data Metode F.J Mock pada tahun 2012 No U R A I A N Hitungan Satuan Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agst Sept Okt Nov Des I 1 DATA HUJAN Curah Hujan (P) Data mm 544,0 357,0 436,0 206,0 207,0 0,0 31,0 0,0 7,0 90,0 148,0 631,0 2 Hari Hujan (h) Data hari II 3 EVAPOTRANSPIRASI TERBATAS (Et) Evapotranspirasi Potensial (ETo) ETo mm 9,12 11,86 9,43 5,06 4,67 5,33 16,05 10,51 8,52 8,36 8,46 15,18 4 Permukaan Lahan Terbuka (m) Tentukan % (m/20) * (18 - h) Hitungan - 0,00 0,05 0,00 0,06 0,15 0,27 0,18 0,27 0,26 0,15 0,12 0,00 6 E = (ETo) * (m/20) * (18 - h) (3) * (5) mm 0,00 0,53 0,00 0,30 0,70 1,44 2,89 2,84 2,17 1,25 1,01 0,00 7 Et = (ETo) - (E) (3) - (6) mm 9,12 11,32 9,43 4,76 3,97 3,89 13,16 7,67 6,35 7,11 7,44 15,18 III 8 KESEIMBANGAN AIR Ds = P - Et (1) - (7) mm 534,88 345,68 426,57 201,24 203,03-3,89 17,84-7,67 0,65 82,89 140,56 615,82 9 Kandungan Air Tanah mm 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 10 Kapasitas Kelembaban Tanah (SMC) SMC mm 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 11 Kelebihan Air (WS) (8)- (9) mm 534,88 345,68 426,57 201,24 203,03-3,89 17,84-7,67 0,65 82,89 140,56 615,82 IV ALIRAN DAN PENYIMPANAN AIR TANAH 12 Infiltrasi (I) (11) * (i) mm 267,44 172,84 213,29 100,62 101,52-1,94 8,92-3,84 0,33 41,45 70,28 307, (1 + k) In Hitungan - 200,58 129,63 159,97 75,47 76,14-1,46 6,69-2,88 0,24 31,08 52,71 230,93 14 k * V (n - 1) Hitungan - 0,00 100,29 114,96 137,46 106,46 91,30 44,92 25,80 11,46 5,85 18,47 35,59 15 Volume Penyimpanan (Vn) (13) + (14) mm 200,58 229,92 274,92 212,93 182,60 89,84 51,61 22,93 11,71 36,94 71,18 266,52 16 Perubahan Volume Air (DVn) Vn - V(n-1) mm 200,58 29,34 45,01-62,00-30,33-92,76-38,23-28,68-11,22 25,23 34,24 195,34 17 Aliran Dasar (BF) (12) - (16) mm 66,86 143,50 168,28 162,62 131,84 90,81 47,15 24,85 11,55 16,22 36,04 112,57 18 Aliran Langsung (DR) (11) - (12) mm 267,44 172,84 213,29 100,62 101,52-1,94 8,92-3,84 0,33 41,45 70,28 307,91 19 Aliran (R) (17) + (18) mm 334,30 316,34 381,57 263,24 233,36 88,87 56,07 21,01 11,87 57,66 106,32 420,47 V 21 DEBIT ALIRAN SUNGAI Aliran Sungai A * (19) m 3 /dtk 4,217 4,418 4,814 3,432 2,944 1,159 0,707 0,265 0,155 0,727 1,386 5, Aliran Sungai lt/det 4217, , , , , ,53 707,35 265,05 154,75 727, , ,60 23 hari hari Aliran (dibaca : 10E^6) m 3 11,30 10,69 12,89 8,89 7,89 3,00 1,89 0,71 0,40 1,95 3,59 14,21 Sumber : Hasil Perhitungan

7 3. Flow Duration Curve (FDC) Setelah data debit didapat, kemudian dilanjutkan mencari debit rencana/andalan PLTM dengan menggunakan FDC tunggal dan FDC majemuk. Dari perhitungan FDC akan didapatkan debit andalan untuk menghitung daya dan energi PLTM. Kondisi DAS = = 7,861/0,401 = 19,612 Berdasarkan nilai interval kelas rasio untuk 15 < Qid < 25, nilai 19,612 termasuk kategori DAS cukup buruk - FDC 1 (tunggal, tanpa pengelompokan data) (m 3 /dt) 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Probabilitas (%) FLOW DURATION CURVE 1 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100% Gambar 3. Grafik FDC 1 (tunggal) - FDC majemuk 2 (pengelompokan data bulan basah dan bulan kering) (m 3 /dt) 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 FLOW DURATION CURVE 2 Bulan Basah Bulan Kering 0% Probabilitas (%) 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100% Gambar 4. Grafik FDC Majemuk 2 - FDC majemuk 3 (pengelompokan data bulan basah 1, kering, basah 2) (m (m 3 /dt) 3 /dt) 7,0 7,0 6,5 6,5 6,0 6,0 5,5 5,5 5,0 5,0 4,5 4,5 4,0 4,0 3,5 3,5 3,0 3,0 2,5 2,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 FLOW DURATION CURVE 3 0,0 0,0 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100% Probabilitas (%) Probabilitas (%) Gambar 5. Grafik FDC Majemuk 3 Bulan Basah 1 Bulan Basah 1 Bulan Kering Bulan Kering Bulan Basah 2 Bulan Basah 2 7,000 7,000 6,500 6,500 6,000 6,000 5,500 5,500 5,000 5,000 4,500 4,500 4,000 4,000 3,500 3,500 3,000 3,000 2,500 2,500 2,000 2,000 1,500 1,500 1,000 1,000 0,500 0,500 - FDC majemuk 4 (pengelompokan data bulan basah 1, basah 2, bulan kering 1, kering 2) (m (m 3 /dt) 3 /dt) Bulan Basah 1 Bulan Basah 1 Bulan Kering 1 Bulan Kering 1 Bulan Kering 2 Bulan Kering 2 Bulan Basah 2 Bulan Basah 2 0,000 0,000 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100% Probabilitas 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100% Probabilitas (%) (%) Gambar 4. Grafik FDC Majemuk 4 Dari keempat grafik FDC, didapatkan data debit andalan dengan probabilitas 90% sebagai berikut : - FDC 1 = 2,171 m 3 /dt - FDC 2, bulan basah = 1,012 m 3 /dt bulan kering = 0,233 m 3 /dt - FDC 3, bulan basah 1 = 2,567 m 3 /dt bulan kering = 0,236 m 3 /dt bulan basah 2 = 0,527 m 3 /dt - FDC 4, bulan basah 1 = 2,567 m 3 /dt bulan kering 1 = 0,674 m 3 /dt bulan kering 2 = 0,171 m 3 /dt bulan kering 2 = 0,527 m 3 /dt 4. Analisa Daya dan Energi Perhitungan daya dan energi dihitung hanya sampai perhitungan daya teoritis dan energi teoritis. Data yang digunakan dijelaskan sebagai berikut : - Probabilitas debit andalan untuk keperluan PLTA sebesar 90%. - Nilai tinggi jatuh sudah ditetapkan sebesar 189,5 meter. - Dari nilai tinggi jatuh, jenis turbin yang digunakan adalah turbin Francais dengan efisiensi 90%. - Efisiensi generator ditetapkan nilai sebesar 85%. Tabel 6. Perhitungan Daya dan Energi NO Metode (m 3 /dt) (m) (η) (η) (kw) (kwh) 1 FDC , ,5 0,90 0, , ,539 2 FDC 2 3 FDC 3 4 FDC 4 Kategori Bulan Hari (n) Tinggi Effisiensi Jatuh (H) Turbin Effisiensi Generator Daya Teoritis Energi Teoritis Basah , ,5 0,90 0, , ,096 Kering 183 0, ,5 0,90 0,85 331, ,676 Basah , ,5 0,90 0, , ,626 Kering 183 0, ,5 0,90 0,85 335, ,384 Basah , ,5 0,90 0,85 749, ,895 Basah , ,5 0,90 0, , ,626 Kering , ,5 0,90 0,85 958, ,688 Kering , ,5 0,90 0,85 242, ,420 Basah , ,5 0,90 0,85 749, ,895 Sumber : Hasil Perhitungan

8 Dengan data debit Q90 hasil FDC 1 sebesar 2,171 m 3 /dt dan jumlah hari (t) = 365 hari, contoh perhitungannya disajikan sebagai berikut : P = 9,81 ηt ηg Q Heff (kw) = 9,81 0,90 0,85 2, ,5 = 3086,767 (kw) Kemudian dilanjutkan menghitung energi teoritis dengan rumus : E = = 3086,767 x 365 (hari) x 24 (jam) = ,539 (kwh) IV. KESIMPULAN Pada studi analisa flow duration curve majemuk ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. andalan yang tersedia di sungai Konang adalah sebesar 2,1705 m 3 /dt. Nilai tersebut dari perhitungan FDC 1 (tunggal) dengan probabilitas 90%. 2. Kondisi karakteristik DAS Konang berdasarkan perhitungan rasio Qmax/Qmin termasuk kategori DAS dengan kondisi yang cukup buruk.. 3. Berdasarkan tinggi jatuh (H eff) yang di lapangan sebesar 189,5 m, turbin yang sesuai untuk rencana PLTM run off river di sungai Konang adalah turbin tipe Francais dengan effisiensi 90 %. 4. Dari hasil perhitungan daya dan energi teoritis menunjukkan bahwasannya penggunaan FDC majemuk menghasilkan peningkatan daya dan energi yang lebih signifikan/besar daripada penggunaan FDC 1 (tunggal). V. DAFTAR PUSTAKA 1. Arismunandar, A & Kuwahara, S Teknik Tenaga Listrik Jilid 1, Jakarta: PT. Pradnya Paramita. 2. Chow, Ven Te Applied Hydrology, Singapore: McGraw- Hill Book Company. 4. Cole, R.A.J The Use of Flow Duration Curves as a Data Quality Tool. Northern Ireland. 6. Limantara, Lily. M Hidrologi Praktis, Bandung: CV. Lubuk Agung. 7. Limantara, Lily. M, & Soetopo, Widandi Hidrologi Terapan, Bandung: CV. Lubuk Agung. 9. Pantouw, John. P. 2014, Model Flow Duration Curve Majemuk Sesuai Karakteristik Daerah Aliran Sungai Untuk Memperoleh Energi Optimum Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro Tipe Run Off River. Disertasi tidak dipublikasikan. Malang: Universitas Brawijaya. 10. Patty, O.F Tenaga Air, Jakarta: Erlangga. 11. Soemarto. C. D Hidrologi Teknik, Surabaya: Usaha Nasional. 13. Triatmodjo, Bambang Hidrologi Terapan, Yogyakarta: Beta Offset. VI. PENUTUP Dengan kesungguhan serta rasa rendah hati, penulis ucapkan rasa hormat dan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Allah SWT, atas segala rahmat, ridho, dan anugerah yang diberikan. 2. Keluarga kecil saya, Ayah dan Ibu (Kriswanto dan Cholifah, S.Pd.) beserta adik (Agung Rizqi Maulana). 3. Dosen pembimbing, Dr. Ir. Lily Montarcih Limantara, M.Sc. dan Dr. Ir. Rispiningtati, M.Eng. 4. Dr. Ir. John P Pantouw, MS., bapak Wahyudi Priyono dan Ibu Milandari. 5. Saudara seperjuangan Samuel Harjanto, S.T. atas kesempatan, bantuan, dan kekonyolannya. 6. Sahabat, saudara, dan rekan-rekan Keluarga besar Teknik Pengairan angkatan Saudari Larasati Sekar Kinasih, S.Gz.