Latar Belakang. Permasalahan. Tujuan

Transkripsi

1

2 Latar Belakang Rasio elektrifikasi yang masih rendah terutama di daerah-daerah pedesaan Ketergantungan terhadap sumber energi fosil sehingga memicu kenaikan TDL Potensi sumber energi terbarukan cukup besar dan belum dimanfaatkan secara maksimal Permasalahan Bagaimana kondisi dan permasalahan kelistrikan serta potensi sumber energi terbarukan untuk mewujudkan DME di desa Dompyong, kecamatan Bendungan, kabupaten Trenggalek, Jawa Timur? Seberapa besar potensi air sungai Dompyong dan daya terbangkit PLTMH Dompyong? Bagaimana spesifikasi teknis peralatan sipil dan elektrik-mekanik PLTMH Dompyong? Bagaimana studi kelayakan pembangunan PLTMH Dompyong ditinjau dari aspek ekonomi-finansial, sosial dan dampak lingkungan? Bagaimana analisa pemanfaatan PLTMH Dompyong dan pengaruh terhadap perekonomiaan masyarakat? Tujuan menentukan potensi daya terbangkit PLTMH yang memanfaatkan energi potensial air sungai Dompyong untuk pembangkit listrik, menentukan desain komponen bangunan sipil dan komponen elektro-mekanik PLTMH yang sesuai dengan potensi debit air dan tinggi jatuh sungai Dompyong, menentukan kelayakan investasi pembangunan PLTMH sungai Dompyong, mengetahui dampak pembangunan PLTMH terhadap perekonomian masyarakat desa Dompyong

3 Bagaimana kondisi dan permasalahan kelistrikan serta potensi sumber energi terbarukan untuk mewujudkan DME di desa Dompyong, kecamatan Bendungan, kabupaten Trenggalek, Jawa Timur? Seberapa besar potensi air sungai Dompyong dan daya terbangkit PLTMH Dompyong? Bagaimana spesifikasi teknis peralatan sipil dan elektrik-mekanik PLTMH Dompyong? Bagaimana studi kelayakan pembangunan PLTMH Dompyong ditinjau dari aspek ekonomifinansial, sosial dan dampak lingkungan? Bagaimana analisa pemanfaatan PLTMH Dompyong dan pengaruh terhadap perekonomiaan masyarakat?

4 Jawa Timur Trenggalek Bendungan Dompyong Jumlah penduduk : jiwa Luas wilayah : km² Kepadatan 782 jiwa/km 2 Rasio elektrifikasi : 62.97% Jumlah penduduk : jiwa Luas wilayah : km 2 Kepadatan 535 jiwa/km 2 Rasio elektrifikasi 54.65% Jumlah penduduk : jiwa Luas wilayah : km 2 Kepadatan : 279 jiwa/km 2 Rasio elektrifikasi : 20.71% Jumlah penduduk : 3311 jiwa Luas wilayah : km 2 Kepadatan : 186 jiwa/km 2 Rasio elektrifikasi : 23.57%

5 Tabel Potensi sumber energi terbarukan di Indonesia Sumber Energi Potensi (MW) Kapasitas Terpasang (MW) Pemanfaatan (%) Air Biamasa Panas Bumi Mini/Mikrohidro Energi Surya Energi Angin Total Potensi Energi Terbarukan di Indonesia Potensi (MW) Kapasitas Terpasang (MW)

6 Tabel Data curah hujan dan debit air kabupaten Trenggalek tahun 2009 Bulan Curah Hujan Catchment Area Debit Air (mm) (km 2 ) (m 3 /s) Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Debit Rata-Rata (m 3 /s) 0.43 Sumber : Balai PSAWS Malang Curah Hujan Maksimum bulanan tahun 2009 Debit aliran bulanan tahun 2009 Curah Hujan (mm) Debit Air (m3/s)

7 Hasil Pengukuran Debir Air Sunga Dompyong Titik Luas Penampang Kecepatan Rata-Rata Aliran Debit Air m 2 m/s m 3 /s Debit Total 0.63 Sungai Dompyong merupakan sungai dangkal dengan aliran bebas memiliki faktor koreksi debit air sebesar 0.65 sehingga diperoleh debit air sungai Dompyong sebesar:: Q = cq total = 0.65 x 0.63 = 0.41 m 3 /s

8 Letak Forebay Letak Power House Dengan memperhatikan ketinggian dari dua titik pengukuran terhadap permukaan air laut diperoleh forebay berada pada ketinggian 692 m dan power house berada pada ketinggian 671 m di atas permukaan laut sehingga diperoleh tinggi jatuh air sebesar: = = 21 m

9 Tabel Estimasi kapasitas daya terbangkit PLTMH Dompyong Keterangan Simbol Nilai Debit disain (m 3 /dtk) Q d 0.41 Head efektif (meter) H net 20 Efisiensi turbin η tb 0.85 Efisiensi generator η gen 0.95 Efisiensi transmisi mekanik η trans 0.92 Efisiensi saluran air η sal 0.85 Estimasi daya listrik terbangkit (kw) P Rumus yang mendasari perhitungan potensi daya hidrolik adalah P = g x Q d x H net x η tb x η gen x η trans x η sal Dimana: P = daya terbangkit (kw) g = koefisien grafitasi (9.8m/s 2 ) Q d = debit desain (m 3 /s) H net = head efektif (m) η tb = efisiensi turbin η gen = efisiensi generator η trans = efisiensi transmisi = efisiensi saluran η sal

10 Resume desain PLTMH Dompyong 50kW

11 Debit air : 0.41 m3 Head : 20 m Turbin yang dipilih adalah turbin crossflow karena lebih ekonomis dan efisiensi lebih tinggi PLTMH Dompyong 50kW Grafik pemilihan turbin Turbin Crossflow

12 Menetukan diameter turbin 1. Kecepatan aliran masuk V 1 V 1 = g V 1 = x 9.8 x 20 V 1 =19.40 m/s 2. Kecepatan keliling aliran masuk u 1 u 1 = 0.481V 1 u 1 = x u 1 = 9.33 m/s 3. Diameter turbin luar (D 1 ) D 1 = u 1 x 60 π x n D 1 = 9.33 x x 671 D 1 = 0.27 m Kecepatan spesifik turbin crossflow PLTMH Dompyong dengan head 20 m. n s = = rpm Maka: n = n s H 1.25 P 0.5 = = 671rpm SPESIFIKASI TURBIN Tipe Crossflow Diameter runner 0.30 m Head 20 m Debit air optimum 0.41 m 3 /s Daya poros kw Putaran turbin 671 rpm Efisiensi 85 %

13 SPESIFIKASI GENERATOR Jenis Generator Sinkron Tipe Brushless AVR Built In Rating power 50 kw Frekuensi 50 Hz Fasa 3 Putaran poros 1500 rpm Tegangan 220/380 V Power factor 0.8 Efisiensi 95 %

14 Sistem Transmisi Mekanik Fungsi : untuk menyalurkan daya daya dari poros turbin ke poros generator serta menyesuaikan kecepatan turbin terhadap kecepatan putar generator Sistem transmisi mekanik yang digunakan adalah sistem belt dengan tipe flat belt. Rasio pulley yang digunakan adalah 2 : 5 Sistem Kontrol Fungsi : berfungsi untuk menyeimbangkan energi input dan energy output dengan cara mengatur input (flow) atau mengatur output (listrik) sehingga sistem akan seimbang Pada perencanaan pembangunan PLTMH Dompyong digunakan sistem kontrol beban (load control) dengan penyeimbang beban menggunakan ballast load air heater. Rating daya yang digunakan adalah 50 kw

15 Konstruksi Bangunan Skema PLTMH Dompyong seperti gambar disamping dimana komponen sipil yang digunakan meliputi bendung (weir), bak penenang (forebay), pipa pesat, dan power house Bendung berfungsi untuk mengarahkan aliran air menuju bak penenang Bak penenang digunakan untuk mngendapkan sedimen dan agar tidak terjadi turbulensi air sebelum masuk ke pipa pesat Pipa pesat mengalirkan air dari bak penenang untuk memutar turbin Gambar Skema PLTMH Dompyong

16 Pemilihan pipa pesat PLTMH Dompyong menggunakan jenis penstock pipe berbahan baja yang dilas dengan panjang 50m. Diameter pipa pesat minimum seperti perhitungan di bawah ini: D = 2.68 n2 QL H = = 0.51 m 50 cm Gambar Pipa pesat

17 Gambar Bendung (Weir) Gambar Power house KONSTUKSI BENDUNG (WEIR) Konstruksi Bendung Gravitasi P : 7 m, T : 1 m, Dimensi Ketebalan dinding : 30 cm KONSTUKSI BAK PENENANG (FOREBAY) Pasangan batu yang di Konstruksi plester dengan semen P : 7.5 m, L : 2 m, T : 2 Dimensi m, Ketebalan dinding : 20 cm Gambar Bak penenang (forebay) RUMAH PEMBANGKIT Pasangan batu bata Konstruksi yang diplester dengan semen Dimensi P : 3 m, L : 3 m

18 Ekonomi Finansial STUDI KELAYAKAN Sosial Dampak Lingkungan

19 KELAYAKAN EKONOMI FINANSIAL Harga Jual Listrik (Daya Beli) Biaya Pokok Pembangkitan Analisis Investasi PDRB/KK/bulan Biaya Investasi NPV Biaya Bahan Bakar ROR Biaya Operasional Dan Perawatan

20 PDRB Kabupaten Trenggalek = Rp ,00 Pendapatan perkk perbulan = Rp ,00. Pengeluaran untuk listrik = 5% * = Rp ,39/KK/bulan Batas Daya = 450VA dan 900VA Faktor Kapasitas = 50% Faktor Daya = 0.8 Batas daya 450VA kwh terpakai/bulan = 450 x 0.8 x 30 x 24 x 0.5 = kWh/bulan Batas daya 900VA kwh terpakai/bulan = 900 x 0.8 x 30 x 24 x 0.5 = 259.2kWh/bulan 259kWh/bulan Daya Beli Batas daya 450VA Daya beli = x403,02 = Rp. 534,82 Batas daya 900VA Daya beli = x470,31 = Rp. 278,10

21 Biaya Investasi = Rp ,00 Biaya O&M = Rp ,00 Suku Bunga = 6%, 9%, dan 12% i(1 + i)n CRF = (1 + i) n 1 biaya pembangkitan x kapasitas pembangkit x CRF CC = daya terpasang x faktor kapasitas x 8760 biaya O&M O&M = daya terpasang x faktor kapasitas x 8760 BPP = TC = CC + O&M (Rp./kWh) Tabel BPP untuk suku bunga 6%, 9%, dan 12% Perhitungan Suku Bunga 6% 9% 12% Biaya Pembangunan (Rp.(juta)/kW) Umur Operasi (tahun) Kapasitas (kw) Biaya O&M (Rp./kWh) Biaya Modal (Rp./kWh) Biaya Pokok Pembangkitan (Rp./kWh)

22 Biaya Investasi = Rp ,00 Biaya O&M = Rp ,00 Suku Bunga = 6%, 9%, dan 12% Cash In Flow Kapasitas = 50 kw Harga Jual = Rp. 450,00/kWh Faktor Kapasitas = 80% Pendapatan kotor/taun = 0.8 x 50 x 8760 x 450 = Rp ,00 Pendapatan bersi/taun = = Rp ,00 Net Present Value (NPV) PV t = CIF t 1 + i t NPV = n t=0 PV t COF Rate of Return (ROR) Pendapatan bersi/taun ROR = x 100% Biaya investasi ROR = x 100% = 12.23% Tabel Analisis NPV (dalam juta) PLTMH Dompyong untuk suku bunga 6%, 9%, 12% Cash out Flow = Rp ,00 Cash in Flow = Rp ,00 i = 6% i = 9% i = 12% Tahun ke

23 Studi kelayakan investasi menggunakan metode NPV dan ROR diperoleh hasil sebagai berikut: 1. NPV (Net Prest Value) NPV pembangunan PLTMH Dompyong 50kW bernilai positif ketika suku bunga dipakai sebesar 6% mulai tahun ke-12 sebesar Rp ,00, dan suku bunga 9% pada tahun ke-16 sebesar Rp ,00 sehingga dapat disimpulkan bahwa proyek pembangunan PLTMH Dompyong 50kW dengan umur pembangkit 25 tahun, layak dilaksanakan. Sedangkan bila digunakan suku bunga 12% pembangunan PLTMH Dompyong tidak layak dilaksanakan. 2. ROR (Rate of Return) Berdasarkan data dari Bank Dunia yang menetapkan batas minimum harga ROR sebesar 8.0% maka pembangunan PLTMH Dompyong dianggap layak/feasible karena memiliki ROR sebesar 12.23%.

24 IPM dapat digunakan sebagai ukuran kebijakan dan upaya yang dilakukan dalam kerangka pembangunan manusia khususnya upaya pemberdayaan dan peningkatan kualitas sumber daya manusia (SDM) dan partisipasi dalam pembangunan. Namun indeks ini hanya akan memberikan gambaran perbandingan antar waktu dan perbandingan antar wilayah. Indikator pembangunan dapat dilihat dari nilai IPM sedangkan indikator kelistrikan dapat dilihat dari rasio elektrifikasi suatu daerah. Kabupaten Trenggalek berada pada kuadran 2 yang berarti IPM tinggi tetapi RE lebih rendah dibanding Jawa Timur. Rendahnya tingkat rasio elektrifikasi Kabupaten Trenggalek dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu kondisi geografis yang merupakan daerah pegunungan menyebabkan jalur akses yang cukup sulit terutama di musim hujan. Walaupun nilai IPM tinggi akan tetapi sistem kegiatan perekonomiaan masih bersifat terpusat pada setiap daerah.

25 Dampak Lingkungan 1. Dampak sosial akibat pembebasan lahan 2. Sosialisasi agar tidak terjadi masalah dengan masyarakat sebagai penerima manfaat di kemudian hari 3. Analisis pemanfaatan air sehingga tidak mengganggu kegiatan masyarakat 4. Berubahnya ekosistem pada daerah bendungan 5. Meningkatkan usaha produktif dan kegiatan perekonomian masyarakat setempat 6. Mengedukasi masyarakat akan pentingnya menjaga kelestarian hutan agar sumber air tetap terjaga

26 Pemanfaatan PLTMH Dompyong lebih diutamakan untuk mendukung dan mengembangkan kegiatan perekonomian masyarakat. Dalam hal ini direncanakan untuk memasok listrik unit penanganan dan pengolahan susu sapi (Milk Collecting Center), penerangan jalan, dan on-grid dengan PLN. Generator Sinkron 220/380V, 50kW Transformator 20kV, 50kVA GS ELC Penerangan Jalan 1 kw MCC 12 kw PLN 35 kw

27 MILK COLLECTING CENTER Terdapat dua unit yaitu unit pendingin dengan kapasitas 2000l dan unit pasteurisasi dengan kapasitas 500l. Spesifikasi teknik: Daya yang dibutuhkan = 12kW Jenis kabel = NYM 4x4mm 2 dengan panjang transmisi 300m Drop tegangan = 7.65% Keuntungan dibanding dengan listrik PLN: Biaya listrik PLTMH = Rp ,00/tahun Biaya listrik PLN = Rp ,00/tahun Keuntungan yang diperoleh yaitu penghematan pengeluaran biaya listrik mencapai 50% dan juga sistem yang lebih stabil.

28 PENERANGAN JALAN Panjang jaringan listrik yang digunakan untuk penerangan jalan sepanjang 5km yang dibagi dalam dua jalur yang masing-masing jalur 2,5km. Spesifikasi teknis: Panjang jaringan = 2 x 2.5 km Jarak antar lampu = 50 m Daya = 2 x 0.5 kw Jenis kabel = NYM 2 x 2.5 mm 2 Drop tegangan = 7.23% per saluran

29 ON-GRID PLN Pemilihan sistem on-grid ini dikarenakan agar pemanfaatannya lebih optimal dan umur pakai PLTMH menjadi lebih maksimal dibanding dengan penyaluran langsung kepada masyarakat. Selain itu lebih menguntungkan untuk mendukung kegiatan ekonomi dan pembangunan masyarakat. Spesifikasi teknis: Daya = 35 kw Transmisi Listrik = 500 m kabel ACSR (3x16/2.5mm 2 ) Tegangan = 20kV Peralatan interkoneksi = sinkronous dan pengaman Transformator = 3 fasa, 20kV, 50kVA

30 PENDAPATAN PER TAHUN Konsumen Daya Terpakai/tahun Harga Jual Pendapatan (kwh) (Rp.) (Rp.) MCC PLN Tegangan Menengah Pendapatan Kotor Pendapatan Bersih Dengan pendapatan bersih mencapai Rp ,00 akan sangat berguna untuk meningkatkan pembangunan desa Dompyong apabila dikelola denga baik dan benar. Hal ini juga dapat membantu unit kegiatan masyarakat dalam bentuk bantuan modal sehingga lebih berkembang. Selain itu juga dapat digunakan untuk pembangunan sarana-prasarana kesehatan, pendidikan, dan sarana pendukung lainnya

31 Dari studi kelayakan yang telah dilakukan terhadap perencanaan pembangunan PLTH Dompyong 50kW dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Rasio elektrifikasi kabupaten Trenggalek sebesar 54.65% dengan kepadatan penduduk 535 jiwa/km 2, masih berada di bawah rasio elektrifikasi Jawa Timur sebesar 62.97% dengan kepadatan penduduk 782 jiwa/km 2 sehingga dapat diartikan bahwa baru setengah penduduk Trenggalek yang telah teraliri listrik. 2. Pembangunan PLTMH Dompyong memanfaatkan aliran sungai Dompyong yang mempunyai debit ratarata 0.41 m 3 /s dengan ketinggian head net 20m, mampu menghasilkan daya terbangkit sebesar 50kW 3. Dari hasil analisis teknis pada pembangunan PLTMH Dompyong diperoleh kesimpulan yaitu: komponen sipil terdiri dari bendungan dengan lebar 6m, forebay dengan ukuran 7.5 x 2 x 2 m, pipa pesat dengan diameter 50cm dan panjang 50m, power house, dan tail race, komponen elektrikal-mekanikal yang digunakan yaitu generator sinkron 3 fasa, turbin jenis cross flow, transmisi mekanik tipe flat belt dan sistem kontrol ELC (Electronic Load Control) dengan ballast load air heater. 4. Studi kelayakan PLTMH Dompyong Dilihat dari aspek ekonomi pembangunan PLTMH Dompyong yang membutuhkan biaya investasi sebesar Rp. 1 Milyar diperoleh BPP sebesar Rp. 324,13 untuk suku bunga 6%, Rp. 391,43 untuk suku bunga 9% dan Rp. 464,75 untuk suku bunga 12%. Dari hasil studi kelayakan dengan metode NPV dan ROR menunjukkan bahwa program ini layak dikembangkan dengan suku bunga pinjaman 6% dan 9% dengan harga jual energi listrik sebesar Rp. 450,00. Dampak lingkungan dan sosial yang timbul pasca pembangunan PLTMH Dompyong adalah menyadarkan masyarakat untuk menjaga kelestarian hutan sehingga debit air sungai Dompyong tetap terjaga dan juga mendorong tumbuhnya kegiatan ekonomi yang produktif. 5. Pemanfaatan energi listrik yang dihasilkan PLTMH Dompyong untuk menyuplai milk collecting center mampu menekan biaya pemakaian listrik sampai 50% dibanding dengan penggunaan listrik PLN sehingga dapat meningkatkan harga beli susu sapi dari peternak.

32 Beberapa saran yang dapat diberikan penulis agar pembangunan PLTMH Dompyong dapat terealisasikan dengan baik dan memberikan manfaat yang optimal yaitu: 1. Perlu adanya keseriusan dari pihak pemerintah baik pemerintah daerah maupun pusat untuk mendukung dan mendorong pemanfaatan sumber energi terbarukan guna mewujudkan Desa Mandiri Energi. 2. Pembangunan PLTMH Dompyong harus melibatkan masyarakat setempat mulai dari perencanaan sampai pengelolaan sehingga manfaat pembangunan PLTMH tersebut dapat dirasakan masyarakat secara maksimal. 3. Pemeliharaan dan perawatan PLTMH harus dilakukan secara berkala dan berkesinambungan agar memperpanjang usia pembangkit dan mempertahankan efisiensinya. 4. Perlunya pembelajaran terhadap masyarakat desa Dompyong untuk menjaga kelestarian hutan dan memanfaatkan hutan secara bijaksana agar debit sungai dan sumber air tetap terjaga secara kualitas dan kuantitas. 5. Untuk mewujudkan Desa Mandiri Energi perlu diadakan pengkajian yang lebih lanjut terhadap potensi sumber energi terbarukan di desa Dompyong seperti potensi biogas.

33 1. Sugiyono, Agus, Pemberdayaan Masyarakat dalam Mengelola Potensi Sumber Daya Air melalui Pengembangan Pembangkit Listrik TenagaMini/Mikro Hidro, JESP, Vol. 1, No. 3, Kurniawan, Ardhy, dkk., Pedoman Studi Kelayakan Mekanikal-Elektrikal, IMIDAP, , Prosedur dan Instruksi Kerja Pengukuran Debit Sungai dan Saluran Terbuka, Dirjen Sumber Daya Air, Arief Subekti, Ridwan, Survey Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di Kuta Malaka Kabupaten Aceh Besar Propinsi Nanggroe Aceh Darussalam, Journal of Mechatronics, Electrical Power, and Vehicular Technology, Vol. 01, No.1, pp. 5-12, Oktober, , Layman s Handbook On How to Develop A Small Hydro Site, ESHA, Kurniawan, Ardhy dkk., Pedoman Studi Kelayakan Sipil, IMIDAP, Kurniawan, Ardhy dkk., Pedoman Studi Kelayakan Ekonomi/Finansial, IMIDAP, P. Damastuti, Anya, Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro, Wacana, No. 1, Mei-Juni, , Indeks Pembangunan Manuusia Kabupaten Trenggalek , BPS Kabupaten Trenggalek, , Kabupaten Trenggalek Dalam Angka 2010, BPS Kabupaten Trenggalek, , Produk Domestik Regional Bruto Kabupaten Trenggalek Menurut Lapangan Usaha , BPS Kabupaten Trenggalek, , Juknis Penanganan dan Pengolahan Susu bagian 2, Usmiati, Sri, Teknologi Pengolahan Susu, Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pasca Panen Pertanian, Bogor, 2009

34