PEMILIHAN TYPE TURBIN PADA PEMBAGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO. Danny Samuel Pelupessy *) Abstrak

Transkripsi

1 PEMILIHAN TYPE TURBIN PAA PEMBAGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIRO anny Sauel Pelupessy *) Abstrak Indonesia epunyai potensi suber daya ala yang besar yang dapat dianfaatkan, khususnya suber daya air yang sangat berlipah. Pebangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), biasa disebut ikrohidro, adalah suatu pebangkit listrik skala kecil yang enggunakan tenaga air sebagai penggeraknya, isalnya saluran irigasi, sungai atau air terjun ala, dengan cara eanfaatkan tinggi terjunnya (head, dala eter) dan julah debit airnya ( 3 /detik). Uunya PLTMH yang dibangun jenis run off river diana head diperoleh tidak dengan ebangun bendungan besar, elainkan dengan engalihkan aliaran air sungai ke satu sisi dari sungai dan enjatuhkannya lagi ke sungai pada suatu tepat diana beda tinggi yang diperlukan sudah diperoleh. engan enggunakan pipa, air dialirkan ke power house (ruah pebangkit) yang biasanya dibangun di pinggir sungai. Melalui nosel air akan enyeprot keluar eutar roda turbin (runner), keudian air tersebut dikebalikan ke sungai asalnya. Energi ekanik dala bentuk putaran poros turbin akan diubah enjadi energi listrik oleh sebuah generator. Keywords : Mikrohidro, head, turbin. 1. PENAHULUAN Pebangkit Listrik Tenaga Mikrohidro dapat diartikan sebagai upaya erubah potensi tenaga air enjadi tenaga listrik dengan enggunakan turbin. Proses ini diaksudkan untuk eanfaatkan tenaga air terjun/arung jera dari elevasi yang lebih tinggi ke elevasi yang lebih rendah, popular kita sebut potensial head. Oleh gaya gravitasi tenaga yang dihasilkan akan berbanding lurus dengan potensial head artinya akin tinggi potensial head, akin tinggi pula tenaga listrik yang bisa dihasilkan. Begitu juga debit air yang tersedia, sebesar ungkin dapat diabil, karena debit yang besar juga akan enghasilkan tenaga yang besar. Peakai air lainnya serta pertibangan kehidupan flora dan fauna setepat harus pula enjadi perhatian. Sebagai illustrasi kita abil contoh di bawah ini untuk eperudah pengertian. Berapakah energi listrik (E) yang dihasilkan oleh sebuah Turbin Air, apabila debit air () = 2 3 /det, dan potesial head (h) = 50 serta efficiency turbin f = 85%, sedangkan gravitasi bui dianggap 9,80 /det 2. Jawab: E = 2 3 /det x 50 x 9.80 /det 2 x 0,85 = 833 kw. ari berbagai hasil pengalaan - IBEKA enentukan besaran perkalian gravitasi dengan efficiency turbin serta berbagai faktor lainnya: dianggap 6 saja sehingga E= 2 3 /det x 50 x 6 = 600 kw. ala upaya pengubahan tenaga air enjadi tenaga listrik, berbagai pekerjaan struktur sipil harus dibangun yaitu: weir, water intake, saluran air, tanki sedientasi, forebay, penstock lines, power house dan pelepasan air sisa. Power House yang diaksud disini adalah bangunan yang elindungi Turbine, Generator, Panel, Transforer dan peralatan pendukung lainnya. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Energi Baru dan Terbarukan Masalah yang dihadapi dala penyediaan energi adalah asih banyaknya penggunaan bahan bakar inyak (BBM), seentara keapuan produksi dan suplai inyak seakin enurun. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dala penggunaan dan peilihan suber energi baru adalah sebagai berikut: - Ketersediaan suber energi dan usaha pelestarian. - Keapuan anusia untuk enguasai dan engelola energi. - Ketersediaan dana untuk enguasai suber energi. - Masalah lingkungan Kebutuhan Energi Untuk Pengebangan Pedesaan i sebagian negara berkebang, juga Indonesia, aktivitas pebangunan terkonsentrasi di kota atau wilayah dengan *). anny S Pelupessy ; osen Progra Studi Siste Perkapalan Fakultas Teknik Unpatti

2 anny S Pelupessy; Peilihan Type Turbin Pada Pebangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro 1039 berbagai fasilitas yang endukungnya. Seentara di daerah pedesaan, pebangunan berjalan laban karena kurangnya infrastruktur, sarana dan prasarana. ala usaha eningkatkan utu kehidupan dan pertubuhan ekonoi asyarakat pedesaan, energi eiliki peranan yang besar. Ketersediaan listrik di pedesaan sebagai salah satu bentuk energi yang siap pakai akan endorong : - Peningkatan produktivitas dan kegiatan ekonoi baru. - Peningkatan sarana pendidikan dan kesehatan. - Peningkatan lapangan kerja baru. esa-desa di Indonesia rata-rata ebutuhkan listrik relatif kecil ( KW) serta lokasinya tersebar. Untuk pelistrikan pedesaan di Indonesia, Pebangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) telah dikebangkan engingat potensi tenaga air di Indonesia yang elipah dan besar. Pebangunan PLTMH, yang lebih dikenal dengan Mikrohidro, beranjak dari konsep: - Meanfaatkan energi air yang elipah agar dapat dilakukan pengheatan suber energi lain seperti inyak bui dan kayu bakar. - Penggunaan listrik yang dihasilkan diarahkan untuk peakaian yang bersifat produktif agar dapat endorong aktivitas ekonoi pedesaan. - Penggunaan dan pengelolaan PLTMH oleh asyarakat pedesaan erupakan edia bagi usaha pengebangan asyarakat Aspek Lingkungan PLTMH raah terhadap lingkungan, karena tidak enghasilkan gas buang atau libah lainnya, dan tidak erusak ekosiste sungai. engan deikian, kelebihan PLTMH dari segi lingkungan adalah: - Mengurangi peakaian bahan baker fosil untuk penerangan dan kegiatan ruah tangga seperti easak, contoh : inyak tanah, solar, kayu bakar. - Terpeliharanya daerah tangkapan air, untuk enjain suplai air bagi kelangsungan PLTMH. - Raah terhadap lingkungan Koponen-koponen Pebangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Koponen-koponen sebuah PLTMH eliputi: - a/bendungan Pengalih dan Intake - Bak Pengendap - Saluran Pebawa - Bak Penenang - Pipa Pesat/Penstock - Ruah Pebangkit - Turbin dan Generator Aspek Teknologi ari segi teknologi PLTMH eiliki keuntungan dan keudahan dibandingkan pebangkit listrik lainnya. Hal tersebut karena: - Konstruksinya relatif sederhana. - Teknologi ikrohidro telah atang dan terjain sebagai teknologi yang dapat dikontrol dan dikelola secara andiri oleh asyarakat pedesaan. - Mudah dala perawatan dan penyediaan suku cadang, karena hapir seua koponen yang dibutuhkan telah dapat diproduksi di dala negeri. - apat dioperasikan dan dirawat oleh asyarakat di desa. - Biaya operasi dan perawatan rendah. Gbr 1. Bagan sebuah PLTMH Turbin (Turbin Air) Turbin air berperan untuk engubah energi air (energi potensial, tekanan dan energi kinetic) enjadi energi ekanik dala bentuk putaran poros. Putaran poros turbin ini akan diubah oleh generator enjadi tenaga listrik. Tipe dan Output Turbin Air

3 1040 Jurnal TEKNOLOGI, Volue 9 Noor 1, 2012; Berdasarkan prinsip kerjanya, turbin air dibagi enjadi dua kelopok: 1) Turbin ipuls Sedangkan berdasarkan daerah operasinya, turbin air dapat diklasifikasikan enjadi: - Turbin air untuk High-head - Turbin air untuk Mediu-head - Turbin air untuk Low-head Jenis turbin ini, runner berputar karena adanya pukulan dari pancaran air yang eiliki kecepatan, diana tekanan telah dikupulkan dari tekanan ketinggian pada saat peancaran dari nozzle.untuk jenis ini, tekanan pada setiap sisi sudu geraknya/runnernya bagian turbin yang berputar - saa. Terasuk dala turbin jenis ini adalah: - Turbin Crossflow - Turbin Pelton - Turbin Turgo 2) Turbin reaksi Jenis turbin ini, runner berputar karena adanya tekanan dari aliran air. Terasuk dala turbin jenis reaksi adalah: - Turbin Francis - Turbin Propeller Yang terasuk jenis turbin propeller : - Turbin Kaplan - iagonal Mixed Flow - Turbin Tubular - Turbin Straight Flow (Tipe Package) Berdasarkan pada penyusunan batang, turbin diklasifikasikan ke dala dua tipe yaitu: - Batang Horisontal (H-shaft) - Batang Vertikal (V-shaft) Mengacu pada output yang dibutuhkan, head efektif dan aliran air (debit air) yang ada, jenisjenis turbin berikut ungkin dapat digunakan untuk pebangkit listrik tenaga air skala ikro atau kecil untuk pelistrikan pedesaan. (1) Turbin Horizontal Pelton (2) Turbin Horizontal Francis (3) Turbin Crossflow (4) Turbin Tubular: - Turbin tubular S-type - Turbin tubular vertical - Turbin Runner rotor integrated - Turbin propeller vertical - Turbin propeller horizontal (5) Turbin Turgo ipulse (6) Turbin Reverse pup: - Tipe propeller vertical - Tipe propeller horizontal - Tipe Suberged pup Gbr.2 Turbine Running Chart 3). Penentuan Turbin a. Penentuan aya Turbin. P ax = 9.8 x H e x ax x η t diana : P ax = output aksiu (kw) H e = head efektif () ax = debit aksiu η t = efisiensi aksiu turbin b. Ukuran Turbin - Lebar pintu asuk o diana : = runner diaeter () H e = head efektif () d = debit air ( 3 /det) - Putaran Spesifik diana : b = runner diaeter () - Putaran Rotor H 39 N s d 0.5 e N N s H e 0.5

4 anny S Pelupessy; Peilihan Type Turbin Pada Pebangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro 1041 III. PENGUMPULAN ATA ata Lokasi Naa Sungai : Ciuja esa/ kapung : Cicadas/ Panaruban Kecaatan : Sagalaherang Kabupaten : Subang Jabar Hal pertaa yang harus dilakukan ketika eninjau lokasi adalah engukur debit air sungai, hal ini dilakukan dengan encari lokasi diana aliran air sungai cukup tenang endekati aliran lainar. Setelah itu untuk engetahui potensial head, survey topography harus dilakukan. engan enggunakan Teodolit, survey dilakukan terlebih dahulu di beberapa lokasi sepanjang sungai, utaanya diana diperkirakan Power House akan cocok untuk dibangun. Pekiraan tepat terbaik untuk Bendungan dan Water Intake pun disurvey dengan teliti, begitu juga calon saluran air hingga lokasi bak penapungan dan bak penenang. Seua koordinat dan elevasi setiap titik survey dicatat dengan jelas dan akurat. Makin banyak titik survey, akin baik bagi akurasi penggabaran peta Topography. Hasil pengupulan data potensi lokasi didapatlah data-data sebagai berikut : a. ebit rencana aksiu = /s b. Head bersih = 23,80 c. Panjang saluran pebawa = 100 d. Panjang Pipa pesat = 40 IV. HASIL AN PEMBAHASAN Hasil perhitungan untuk daya turbin dapat dilihat pada tabel berikut ini : Tabel. 1 Perhitungan aya Turbin No eskripsi Sibol Nilai Unit Head kotor Total rugi Head bersih Gravitasi ebit H g h t H n g /det 2 3 /det 6. aya poros P w kw 7. Turbin η t 0.7 Efisiensi Turbin Menurut Turbine Running Chart dengan debit air sebesar /det dan head bersih 23.80, diperoleh Turbin jenis Cross Flow enjadi pilihan, karena beberapa faktor antara lain: - Bisa diproduksi dala negeri. - Effisiensinya pada kisaran 70% - Mudah dioperasikan. - Cukup siple dan rendah biaya peeliharaan. - Sparepart udah didapat dipasar lokal. Gbr.4. Turbin Crossflow Gbr.3. Peta Topography Lokasi PLTMH Tabel. 2 Ukuran Turbin (Crossflow) No eskripsi Sibol Nilai Unit iaeter Turbin Lebar pintu asuk Putaran Rotor Putaran Generator Perbandingan putaran b 0 N i : 1.5 rp rp kw

5 1042 Jurnal TEKNOLOGI, Volue 9 Noor 1, 2012; V. PENUTUP 5.1. Kesipulan - Potensi air sungai Ciuja dapat enghasilkan tenaga listik 52 kw, dan turbin yang cocok digunakan adalah type Crossflow. - itinjau dari berbagai sudut pandang, proyek PLTMH ini terasuk raah lingkungan. Peanfaatan air sungai tidak akan enggangu habitat flora dan fauna sepanjang sungai, karena air hanya dipinja dan diabil energinya saja, sedangkan airnya dikebalikan ke aliran sungai. - Proyek pebangunan PLTMH ini akan ebawa anfaat yang besar bagi kelangsungan hidup asyarakat desa serta flora dan fauna disekitarnya. Beberapa anfaat yang dapat diutarakan adalah: - Proyek PLTMH ini ebantu Peerintah engadakan energy listrik bagi rakyat, sehingga subsidi BBM dapat dikurangi. - Mebuka lapangan kerja bagi asyarakat sekitar baik selaa konstruksi aupun selaa operasi dala jangka panjang. AFTAR PUSTAKA 1. IBEKA; Manual Pebangunan PLTMH. Jakarta European Sall Hydropower Association; Guide On How to evelop a Sall Hydro Power Plant ; Brussels A.Harvey, "Micro Hydro design anual, A guide to sall scale water power schees, Interediate technology Publications, London, J. Raabe, Hydro Power, The esign, Use and Function of Hydroechanical, Hydraulic and Electrical Equipent, VI Verlag, Frits ietzel, akso Sriyono., Turbin, Popa dan Kopresor, Erlangga Jakarta Saran - Peerintah harus eperbanyak PLTMH, karena banyak potensi tenaga air di banyak tepat bisa dianfaatkan. - Proyek PLTMH harus sedapat ungkin enggunakan turbin produk dala negeri, sehingga keapuan industry anufaktur di Indonesia lebih dapat berkebang.