KATA PENGANTAR. Terimakasih disampaikan kepada KKI Warsi yang mendukung kegiatan ini melalui skema anggaran hibah pada tahun 2016

Transkripsi

1 KATA PENGANTAR Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) adalah salah satu penghasil listrik tenaga air dengan kisaran output daya dibawah kisaran 200 kw. PLTMH merupakan salah satu dari beberapa macam sumberdaya Energi Baru Terbarukan (EBT) yang sedang digencar-gencarkan pembangunannya oleh pemerintah maupun perusahaan swasta. KKI WARSI yang didukung oleh Proyek Green Prosparity melalui Jendela Hibah Pengelolaan Sumberdaya Alam Berbasis Masyarakat (PSDABM) Millenium Challenge Acount Indonesia akan berupaya untuk meningkatkan kapasitas energi lsitrik yang dihasilkan oleh pembangkit skala kecil di beberapa negeri/desa. Desa tersebut tersebar di 3 kawasan yaitu 1 titik di kawasan desa Rantau Kermas, 3 titik di kawasan Beringin Tinggi, dan 5 titik di kawasan Jangkat. 9 titik ini akan disurvey untuk melakukan pengecekan dalam pembuatan analisa studi kelayakan atau Feasibility Study dan dilanjutkan dengan pembuatan Detail Engineering Desain atau yang disebut DED. Analisis studi kelayakan ini meninjau pada beberapa aspek diantaranya : aspek teknis, aspek sosial dan lingkungan sekitar, dan aspek ekonomi dan bisnis yang dirangkum menjadi sebuah laporan akhir. Terimakasih disampaikan kepada KKI Warsi yang mendukung kegiatan ini melalui skema anggaran hibah pada tahun 2016 Yogyakarta, 27 Desember 2016 CV. Bangun Cipta Persada Ir. Bambang Edy Yanto Direktur CV Bangun Cipta Persada 1

2 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... 1 DAFTAR ISI... 2 DAFTAR GAMBAR... 3 DAFTAR TABEL... 4 BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Manfaat dan Tujuan Lingkup Pekerjaan... 6 BAB II PERENCANAAN DED PLTMH RANTAU KERMAS Wilayah Administratif dan Keadaan Geografis... 8 BAB III ASPEK KELAYAKAN Aspek Legal Aspek Sosial Ekonomi Aspek Teknis Studi Topografi Studi Hidrologi Daerah Aliran Sungai (DAS) Curah Hujan Studi Lingkungan Studi Kelayakan Infrastruktur Sipil Studi Kelayakan Mekanikal Elektrikal Aspek Produksi Listrik Aspek Pengelolaan BAB IV ANALISA DAN PERENCANAAN Parameter Rancangan Revitalisasi Debit Rancangan Head (tinggi terjunan) Daya dukung tanah Perencanaan dan Sistem Konstruksi Sistem PLTMH Perencanaan Bangunan Sipil Fasilitas Mekanikal Elektrikal Pemilihan Turbin Penentuan jumlah turbin Performansi Turbin Karakteristik Turbin BAB IV RENCANA ANGGARAN BIAYA BAB V PENUTUP LAMPIRAN CV Bangun Cipta Persada 2

3 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Foto Satelit wilayah desa Rantau Kermas... 8 Gambar 3.1. Mesin penggiling kopi dan biji kopi di Desa Rantau Kermas Gambar 3.2 Peta topografi PLTMH Rantau Kermas Gambar 3.3 Peta DAS Batang Langkup di PLTMH Rantau Kermas Gambar 3.4 Grafik tinggi hujan bulanan di Kabupaten Merangin tahun 2015 (data hujan hanya tersedia tahun 2015 saja) Gambar 3.5 Kurva durasi aliran sungai Batang Langkup (hasil analisis hujan aliran metode F.J. Mock) Gambar 3.6 Badan bendung pada PLTMH Rantau Kermas Gambar 3.7 Intake di daerah Rantau Kermas Gambar 3.8 Saluran Pembawa di PLTMH Rantau Kermas Gambar 3.9 Bak Penenang di daerah Rantau Kermas Gambar 3.10 Rumah Turbin atau Power House di daerah Rantau Kermas Gambar 3.11 Tiang Listrik di Daerah Rantau Kermas Gambar 3.12 Turbin Cross Flow di Daerah Rantau Kermas Gambar 3.13 Skema layout PLTMH Rantau Kermas dari intake sampai bak penenang Gambar 3.14 Sistem bak penenang, rumah turbin, dan tail race Gambar 3.15 Bangunan Penyedap Air (Intake) di PLTMH di Desa Rantau Kermas Gambar 3.16 Bak penenang pada intake Gambar 3.17 Saluran pengendap Gambar 3.18 Spillway Gambar 3.19 Saluran Pembawa (Head Race) di PLTMH di Desa Rantau Kermas Gambar 3.20 Bak Penenang pada PLTMH Rantau Kermas\ Gambar 3.21 Pintu penguras lumpur dan spillway Gambar 3.22 Rumah Turbin (Power House) di PLTMH di Desa Rantau Kermas 42 Gambar 3.23 Turbin rencana open flume PLTMH di Desa Rantau Kermas Gambar 3.24 Bak Bawah Turbin PLTMH di Desa Rantau Kermas Gambar 3.25 Tailrace PLTMH di Desa Rantau Kermas Gambar 3.26 Grafik kriteria pemilihan turbin Gambar 3.27 Karakteristik turbin dan electrical workerror! Bookmark not defined. Gambar 3.28 Pengukuran dimensi saluran pembawa PLTMH Rantau Kermas Gambar 3.29 Pengukuran kecepatan aliran saluran pembawa Gambar 3.30 Pengukuran dimensi mesin turbin PLTMH Rantau Kermas Gambar 3.31 Foto bersama setelah survey PLTMH Rantau Kermas CV Bangun Cipta Persada 3

4 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Data primer hasil perhitungan daya (power) dari debit head race, kecepatan air diukur dengan menggunakan metode pelampung, kecepatan aliran tidak dapat diukur dengan menggunakan current meter Tabel 3.2 Potensi daya terbangkitkan dengan analisis kecepatan CV Bangun Cipta Persada 4

5 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada awal tahun 70an, PLTMH mulai dikenalkan diberbagai Negara di Asia dan hingga saat ini pengembangan PLTMH sebagai sumber energi murah dan sederhana semakin berkembang pesat. Pengembangan PLTMH menjadi bagian dari solusi untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil yang semakin menipis. Selain itu, pengembangan PLTMH sejalan dengan konsensus internasional terkait dengan penurunan emisi gas rumah kaca. Pengembangan energi tersebut juga bisa menjadi solusi jangka panjang terkait defisit daya energi listrik yang dihasilkan oleh pembangikt skala besar. Faktor pendukung utama dalam pengembangan energi tersebut karena potensi sungai yang sangat luar biasa di Indonesia termasuk di Sumatera Barat dan Jambi. KKI WARSI telah melakukan pemberdayaan masyarakat di sekitar hutan yang memiliki berbagai persoalan termasuk masalah energi. Sementara hutan yang telah dijaga oleh masyarakat setempat dengan baik mampu menyediakan sumber air yang memadai untuk pengembangan pembangkit listrik tenaga air skala kecil. Berdasarkan hal tersebut maka sejak tahun 2000, KKI WARSI bersama masyarakat Dusun Lubuk Beringin Kecamatan Bathin III Ulu Kabupaten Bungo Provinsi Jambi telah mengembangkan Pembangkit Listrik Tenaga Kincir Air (PLTKA-Picohydro) yang menghasilkan kapasitas daya dibawah 5 KW. Untuk mengatasi keterbatasan sumber energi listrik masyarakat, KKI WARSI mendorong program pemerintah pada tahun 2010 untuk membangun 1 unit PLTMH di Jorong Simancuang Nagari Alam Pauh Duo dan tahun 2012 di Dusun Senamat Ulu Kecamatan Bathin III Ulu Kabupaten Bungo Provinsi Jambi. Selain itu, banyak inisiasi terkait pengembangan energy listrik skala kecil di Kabupaten Solok Selatan Provinsi Sumatera Barat dan Kabupaten Merangin Provinsi Jambi yang telah dilakukan oleh masyarakat dan pemerintah. Seiring dengan peningkatan kebutuhan energi listrik, pembangkit skala kecil tersebut tidak lagi mampu memenuhi kebutuhan setiap rumah tangga di beberapa CV Bangun Cipta Persada 5

6 dampingan KKI WARSI, seperti Jorong Sapan Salak dan Sungai Nan Duo Nagari Pakan Rabaa Timur, Sungai Aro Nagari Pakan Rabaa, Koto Bira Nagari Pulakek Koto Baru dan Simancuang Nagai Alam Pauh Duo di Kabupaten Solok Selatan Provinsi Sumatera Barat, Desa Jangkat, Beringin Tinggi dan Rantau Kermas di Kabupaten. Berdasarkan fakta tersebut, KKI WARSI yang didukung oleh Proyek Green Prosparity melalui Jendela Hibah Pengelolaan Sumberdaya Alam Berbasis Masyarakat (PSDABM) Millenium Challenge Acount Indonesia akan berupaya untuk meningkatkan kapasitas energi lsitrik yang dihasilkan oleh pembangkit skala kecil di beberapa nagari/desa yang disebutkan diatas. Agar upaya peningkatan kapasitas energi lebih optimal maka diperlukan studi kelayakan (Feasibility Study/FS) dan penyusunan Detail Engineering Design (DED). 1.2 Manfaat dan Tujuan 1. Menyusun Feasibility Study (FS) untuk peningkatan kapasitas ; 9 unit PLTMH dengan rincian 1 unitdi Desa Rantau Kermas, 3 unit di Desa Beringin Tinggi (dalam 1 DAS) dan 5 unit di Desa Jangkat (dalam 1 DAS) di Kabupaten 2. Menyusun Detail Engineering Design (DED) untuk peningkatan kapasitas 9 unit PLTMH dengan rincian 1 unit di Desa Rantau Kermas, 3 unit di Desa Beringin Tinggi (dalam 1 DAS) dan 5 unit di Desa Jangkat (dalam 1 DAS) di Kabupaten 1.3 Lingkup Pekerjaan Pekerjaan studi kelayakan proyek PLTMH Rantau Kermas mencakup beberapa kegiatan yang meliputi berbagai aspek sebagai berikut: 1) Melakukan survey dan pengumpulan data (primer dan sekunder) dari berbagai aspek, antara lain teknis (topografi, hidrologi, dll), ekonomi dan bisnis, keuangan dan lingkungan : a. Survei Topografi, terdiri atas - Pemasangan Bench Mark - Poligon dan leveling - Saluran irigasi dan terjunan CV Bangun Cipta Persada 6

7 - Pemetaan situasi skala 1 :1000, dll. b. Survey Hidrologi - Pengukuran debit saluran irigasi - Pengukuran kecepatan aliran saluran - Pengukuran geometri bangunan air - Pengukuran geometri terjunan c. Survei lingkungan - Akses jalan dan kondisi lingkungan sekitar d. Pengumpulan data sekunder - Data hidrologi - Peta rupa bumi - Data lingkungan sekitar 2) Pengolahan data dan analisis a. Melakukan evaluasi dan analisis data b. Membuat desain dasar secara kasar (sipil, mekanikal, dan elektrikal) termasuk pemilihan dan penentuan letak lokasi pembangkit, kapasitasdan jenis pembangkit, sistem instalasi pembangkit, serta kemungkinan terbaik integrasi ke jaringan 20 kv PLN Distribusi. c. Menghitung secara kasar Volume dan Rencana Anggaran Biaya (RAB). d. Melakukan beberapa Analisa Kelayakan berikut kesimpulannya, yang ditinjau dari masing-masing aspek yaitu: - Analisa kelayakan teknis civilwork, mechanical/electrical work. - Analisis kelayakan sosial dan lingkungan sekitar - Analisis kelayakan ekonomi dan bisnis 3) Menyusun laporan berupa a. Laporan akhir b. Album gambar CV Bangun Cipta Persada 7

8 BAB II GAMBARAN UMUM 2.1 Wilayah Administratif dan Keadaan Geografis Desa Rantau Kermas merupakan desa yang terletak dikawasan administrtif kecamatan Jangkat Kabupaten. Posisi Desa Rantau Kermas terletak dibagian Barat Daya dari Ibukota Kabupaten dengan jarak tempuk kira-kira 125 Km. Secara geografis, desa Rantau Kermas terletak pada posisi LS dan BT dengan ketinggian antara Mdpl. Rantau kermas merupakan salah satu desa yang terletak dalam kawasan enklaf kecil yang menjorok ke kawasan TNKS. Berdasarkan kondisi bentang alamnya dibedakan menjadi dua kelompok satuan fisik, yaitu perbukitan dan pergunungan. Kelompok perbukitan menempati daerah sepanjang lembah sempit yang mempunyai ketinggian antara m dpl. Pegunungan menempati daerah yang sangat luas memanjang dari arah barat membentuk satu rangkaian punggungan dengan puncak tertinggi di bukit besar m dpl, sampai bagian barat daya disebelah timur, kelompok pegunungan menmapati ketinggian rata-rata m dpl yang dipisahkan oleh lembah-lembah sungai. Gambar 2.1 Foto Satelit wilayah desa Rantau Kermas (Sumber : Dokumen Warsi) CV Bangun Cipta Persada 8

9 Batas Administrasi desa Rantau Kermas : Barat Timur Selatan Utara : Desa Lubuk Mentilin (Sungai Silun dan Sungai Batu Salu) : Desa Renah alai dan Pulau Tengah : TNKS : TNKS Sebagian besar penduduk bermata pencarian sebagai petani. Budidaya pertanian yang diusahan oleh masyarakat adalah kulit manis dan kopi, serta sebagian ada juga yang membudidayakan tanaman holtikultura, seperti kentang dan cabe, sebagian masyarakat juga tetap menanam padi untuk sumber pangan namun saat ini juga sudah ditanam padi yang dapat dipanen sebanyak 3 kali dalam 1 tahun. 2.2 Akses ke Lokasi Lokasi pembangunan PLTMH berada di Desa Rantau Kermas, Kecamatan Jangkat, Kabupaten Merangin, Provinsi Jambi. Secara umum, akses menuju lokasi pembangunan PLTMH masih bisa dijangkau dengan menggunakan kendaraan roda dua maupun roda empat. Akses menuju lokasi pembangunan PLTMH disajikan dalam bentuk tabel sebagai berikut: Tabel 2.1 Akses menuju Lokasi PLTMH Rantau Kermas Tempat Jarak Waktu Keterangan (km) (jam) Jakarta (Bandara Soekarno Hatta) Jambi (Bandara Sultan Thaha) Bandara Sultan Thaha Bangko (ibukota Kab. Merangin) ± 850 ± 2 Ditempuh dengan menggunakan pesawat terbang ± 250 ± 6 Ditempuh dengan menggunakan kendaraan roda empat. Jalan aspal kondisi baik. CV Bangun Cipta Persada 9

10 Bangko Desa Pulau Tengah Desa Pulau Tengah Desa Rantau Kermas Desa Rantau Kermas (jalan raya) Lokasi PLTMH ± 130 ± 3 Ditempuh dengan menggunakan kendaraan roda empat. Jalan aspal kondisi baik. ± 30 ± 1 Ditempuh dengan menggunakan kendaraan roda empat. Jalan aspal pecah, ketika hujan masih bisa dilalui kendaraan roda empat. ± 0,5 ± 1/4 Ditempuh dengan sepeda motor dan jalan kaki (jalan setapak). CV Bangun Cipta Persada 10

11 BAB III ASPEK KELAYAKAN 3.1 Aspek Legal PLTMH di Desa Rantau Kermas yang akan di revitalisasi telah memiliki lembaga pengelola yang bentuk masyarakat setempat. Energi listrik dengan jaringan terisolasi akan digunakan secara khusus oleh masyarakat. Pada PLTMH ini terdapat kekurangsempurnaan secara teknis sehingga tidak dapat beroperasi secara maksimal. Revitalisasi yang akan dilakukan ini, diharapkan akan mampu meingkatkan daya energi listrik, manfaat sosial, ekonomi, dan lingkungan. Energi listrik yang dihasilkan oleh PLTMH sementara ini hanya dipergunakan untuk memenuhi kebutuhan rumah tangga pada malam hari. Namun, penggunaan energi listrik sudah mulai untuk kebutuhan industry rumah tangga pada waktu sore hari. Saat ini, masyarakat sudah mulai melakukan pengembangan ekonomi melalui potensi Hasil Hutan Bukan Kayu berupa pandan yang diolah menjadi aneka kerajinan tangan. Sehingga diprediksi kebutuhan energi listrik akan meningkat dari tahun ke tahun. Oleh karena itu revitalisasi PLTMH sangat diperlukan. Melalui revitalisasi PLTMH ini akan menghasilkan: 1. Optimalisasi PLTMH sehingga mampu meningkatkan daya yang dihasilkan untuk memenuhi penyediaan listrik yang memadai untuk masyarakat. 2. Meningkatkan perekonomian dan produktivitas masyarakat melalui produksi penggilingan kopi dan industri pandan yang diolah menjadi aneka kerajinan tangan. Pada saat pembangunan PLTMH tahun 2001, masyarakat telah membentuk struktur pengelola yang meliputi ketua, operator dan petugas pencatat ampere. Struktur tersebut berfungsi dalam pengelolaan dan perawatan. Berdasarkan hal tersebut, aspek legal pembangunan PLTMH Desa Rantau Kermas akan mudah dilakukan karena masyarakat, instansi, dan pemerintah telah memiliki pengalaman CV Bangun Cipta Persada 11

12 dalam pembangunan PLTMH serta dapat mengupayakan perijinan revitalisasi PLTMH. Aspek legal pembangunan PLTMH mencakup: 1. Aspek Legal Kelembagaan Pengelola PLTMH (Lembaga yang mengurus pengelolaan PLTMH Rantau Kermas sampai saat ini masih ada, sehingga keberadaan lembaga pengelola PLTMH sudah legal). 2. Aspek Legal Lahan yang digunakan sistem PLTMH (PLTMH Rantau Kermas saat ini masih ada dan beroperasi, lahan yang dipakai milik desa setempat yang sudah mendapatkan ijin dari pemerintah desa, sehingga memenuhi aspek legal lahan). 3. Aspek Legal Ijin Pemanfaatan Energi Air dari Dinas Sumber Daya Air (Ijin sudah ada karena PLTMH ini sudah terbangun). 4. Aspek Ijin Prinsip Pembangunan PLTMH (Ijin sudah ada karena PLTMH ini sudah terbangun). 5. Aspek Ijin Laik Operasi PLTMH (Ijin sudah ada karena PLTMH ini sudah terbangun). 6. Surat Rekomendasi dari Petinggi Desa Rantau Kermas untuk Revitalisasi PLTMH (Revitalisasi PLTMH ini merupakan permintaan dari petinggi desa Rantau Kermas dan masyarakat setempat. Dengan kondisi di atas, dapat disimpulkan revitalisasi PLTMH ini memenuhi syarat kelayakan dari Aspek Legal. 3.2 Aspek Sosial Ekonomi Masyarakat Rantau Kermas sangat menyadari pentingnya gotong royong untuk keberlangsungan desa. Masyarakat desa sementara ini cukup berhati hati terhadap pendatang yang dianggap dapat mempengaruhi secara negatif perekonomian terkait persaingan jual-beli. Namun, masyarakat sangat terbuka terhadap pendatang yang bertujuan untuk membantu pembangunan desa mereka. Perekonomian masyarakat relatif stabil sehingga dapat meningkatkan swadaya masyarakat dalam pembangunan desa. Lokasi wilayah desa Rantau Kermas berdekatan dengan hutan dan masyarakatnya peduli terhadap sumber daya hutan dan mereka tidak menebang pohon secara berlebih, bahkan mereka selalu CV Bangun Cipta Persada 12

13 menanam pohon untuk menjaga kelestarian hutan sebagai sumber daya alam yang mampu menghidupi Desa. Masyarakat desa yang tinggal di wilayah yang berdekatan dengan unit PLTMH memiliki kesadaran tinggi untuk menjaga dan merawat unit PLTMH, sehingga PLTMH ini dapat beroperasi hingga saat ini (15 tahun) meskipun daya yang dihasilkan belum optimal. Berdasarkan pengamatan lapangan langsung, masyarakat dapat hidup rukun dan bergotong-royong demi setiap aktivitas terkait dengan kepentingan desa. Masyarakat Rantau Kermas memiliki mata pencarian sebagai petani ladang dan petani sawah. Pertanian kulit manis dan kopi, tanaman holtikultura seperti kentang dan cabe dikembangkan oleh masyarakat guna meningkatkan perekonomian. Selain itu, pengelolaan persawahan masih dilakukan masyarakat untuk memenuhi kebutuhan primer dan saat ini sudah ditanam padi yang dapat dipanen sebanyak 3 kali dalam 1 tahun. Pengelolaan sumber daya alam pada umumnya dilakukan oleh masyarakat guna menjamin kesejahteraan masyarakat desa tersebut. Demikian juga pemanfaatan sumber daya air untuk tenaga listrik (PLTMH) dilakukan oleh masyarakat desa. Perkembangan perekonomian ke depan salah satunya tergantung dari pengembangan dan ketersediaan energi listrik pada desa tersebut. Manfaat yang dapat diperoleh dari PLTMH di Desa Rantau Kermas yang selama ini dirasakan antara lain: 1. Penerangan bagi masyarakat dan lingkungan sekitar sehingga dapat meningkatkan keamanan di lingkungan masyarakat. 2. Masyarakat memahami pentingnya menjaga hutan adat agar tetap lestari karena dengan terjaganya hutan maka aliran dan debit sungai dapat terjaga dengan baik sehingga PLTMH dapat tetap menghasilkan energi listrik. 3. Dengan adanya listrik masyarakat dapat menggunakan peralatan untuk mendukung kehidupan sehari hari (misalnya televisi, seterika, rice cooker, dll.) serta mulai dapat memanfaatkan enerti listrik untuk kegiatan ekonomi (misalnya mengupas dan menggiling kopi). CV Bangun Cipta Persada 13

14 Pengembangan PLTMH saat ini sudah mulai dapat mendukung pengolahan hasil pertanian dan ladang, misalnya untuk penggunaan mesin pengupas dan penggiling biji kopi. Gambar 3.1. Mesin penggiling kopi dan biji kopi di Desa Rantau Kermas Upaya revitalisasi PLTMH ini diyakini mampu meningkatkan nilai tambah produk pertanian masyarakat khususnya kopi (karena di daerah tersebut terdapat ha perkebunan kopi rakyat). Berdasarkan hal tersebut, revitalisasi PLTMH Rantau Kermas memenuhi syarat kelayakan dari Aspek Sosial Ekonomi. 3.3 Aspek Teknis Studi Topografi Survey topografi diperlukan untuk mengetahui secara detail letak komponen komponen PLTMH seperti bendung, intake, head race, bak penenang, power house, penstock, dll. Survey topografi yang dilakukan menghasilkan gambar berikut ini CV Bangun Cipta Persada 14

15 Gambar 3.2 Peta topografi PLTMH Rantau Kermas Dari peta topografi tersebut didapat: 1. Elevasi bak penenang dan poros turbin adalah dan , sehingga diperoleh head sebesar 3 meter. Sedangkan data perencanaan yang diperoleh dari WARSI head sebesar 4,8 m. Hal ini menunjukkan ketidaksesuaian antara data perencanaan dan data pengukuran lapangan. Oleh karena itu, perlu dilakukan perencanaan ulang. 2. Elevasi intake berada pada dan elevasi bak penenang juga pada Hal ini menunjukkan bahwa headrace (saluran pembawa) tidak mempunyai kemiringan yang cukup untuk mengalirkan air. Oleh karena itu perlu perencanaan ulang. 3. Elevasi power house berada pada , sedangkan elevasi sungai terletak pada (pengukuran manual). Hal ini menunjukkan bahwa elevasi power house terlalu dekat dengan elevasi muka air sungai, sehingga dimungkinkan terjadinya penggenangan power house akibat banjir. Berdasarkan hasil pengukuran dan analisis topografi tersebut di atas, maka direkomendasikan untuk dilakukan perencanaan ulang Studi Hidrologi Dalam memenuhi kebutuhan data untuk perencanaan detail atau Detail Engineering Design (DED) pada optimalisasi Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) perlu adanya data ketersedian air (data debit, data hujan, data tinggi muka air, data catchment area, dll.) pada sungai CV Bangun Cipta Persada 15

16 Batang Langkup. Laporan penunjang aspek hidrologi merupakan laporan hasil survei lapangan dan studi literature yang meliputi: 1. Kondisi dan karakteristik daerah aliran sungai. 2. Iklim dan Metrologi dari lokasi PLTMH. 3. Penyelidikan survei lapangan. 4. Pengolahan dan analisis data. 5. Debit rancangan/desain. Data hidrologi tediri dari data primer dan data sekunder. Data primer didapat melalui survey langsung lapangan pada lokasi PLTMH dan sekitarnya termasuk daerah aliran sungai terkait. Sedangkan data sekunder diperoleh dari lembaga lembaga terkait dengan hidrologi dan geofisika. Kedua data primer dan sekunder tersebut dikolaborasikan dan dianalisis untuk menghasilkan data dukung kelayakan hidrologi bagi pembangunan PLTMH Daerah Aliran Sungai (DAS) Studi mengenai daerah aliran sungai diperlukan untuk mengetahui secara makro keterkaitan antara PLTMH dan kondisi dataran sungai serta pola hujan aliran di lokasi tersebut. DAS Batang Langkup pada titik lokasi PLTMH Rantau Kermas adalah digambarkan sebagai berikut CV Bangun Cipta Persada 16

17 Gambar 3.3 Peta DAS Batang Langkup di PLTMH Rantau Kermas Studi DAS ini diperlukan untuk mengetahui sejauh mana sustainabilitas pasokan air dari DAS yang bersangkutan dengan melihat seberapa besar kondisi tutupan lahan dan kondisi lahan kritis di DAS tersebut. Dari survey lapangan, didapat bahwa sebagian besar DAS Batang Langkup pada titik PLTMH masih didominasi oleh hutan adat yang terjaga secara turun temurun oleh masyarakat setempat. Terdapat juga lahan perkebunan kopi rakyat yang sudah relatif lama dikerjakan oleh masyarakat secara turun temurun. Namun karena luasnya relatif kecil disbanding luas DAS tersebut maka pengaruhnya terhadap pasokan air tidak signifikan. Oleh karena itu, berdasarkan analisis topografi di atas maka topografi DAS Batang Langkup ini masih dapat digunakan untuk PLTMH Curah Hujan Data curah hujan diambil dari stasiun BMKG yang berada di Kabupaten Merangin disajikan dalam bentuk grafik sebagai berikut: CV Bangun Cipta Persada 17

18 Gambar 3.4 Grafik tinggi hujan bulanan rata rata di Kabupaten Merangin tahun Dari data tinggi hujan BMKG tersebut diperoleh informasi bahwa tinggi hujan tahunan adalah sebesar mm per tahun. Tinggi hujan tersebut masih terpengaruh oleh El Nino sehingga pada kondisi normal tinggi hujan akan lebih dari mm per tahun. Tinggi hujan ini termasuk tinggi hujan yang mencukupi karena besarnya lebih dari mm per tahun. Hasil pengukuran debit sungai pada bulan Desember 2016 adalah sebesar 7,9 m 3 /s. Sedangkan debit yang direncanakan atau direkomendasikan pada saluran pembawa adalah sebesar 1,62 m 3 /s (sebesar seperlima dari debit sungai). Hasil hitungan hujan aliran dengan menggunakan data peta DAS dan pengukuran tinggi hujan menggunakan metode F.J. Mock, dapat ditampilkan sebagai berikut: CV Bangun Cipta Persada 18

19 Gambar 3.5 Kurva durasi aliran sungai Batang Langkup (hasil analisis hujan aliran metode F.J. Mock) Berdasarkan pengukuran lapangan, didapat debit pada musim akhir penghujan adalah sebesar 7,9 m3/s dan berdasarkan informasi penduduk terdapat waktu dimana sungai Batang Langkup kering atau debitnya 0,00 m3/s. Debit rencana sebesar 1,62 m3/s mempunyai keandalan sebesar 77 %. Sedangkan pada debit rendah misalnya sebesar 1,00 m3/s mempunyai keandalan sebesar 84 %. Berdasarkan analisis hidrologi tersebut di atas maka disimpulkan bahwa sungai Batang Langkup secara umum mampu memasok air ke PLTMH, namun pada puncak musim kemarau dimungkinkan adanya kekeringan sehingga PLTMH tidak dapat berjalan. Oleh karena itu direkomendasikan untuk mengganti turbin dengan fleksibilitas debit yang tinggi, misalnya turbin open flume dengan sudu fleksibel Studi Lingkungan Desa Rantau Kermas memiliki sumber daya alam seperti sungai, hutan, dan ladang disekitar desa yang dimanfaatkan oleh warga untuk pembangunan desa serta untuk menunjang perekonomian masyarakat. Kondisi kesehatan sungai ditentukan juga oleh keberadaan vegetasi riparian tepi sungai yang memiliki fungsi ekologis sebagai penyangga bagi ekosistem terestrial dan akuatik sungai tersebut. Keberadaan vegetasi riparian dapat CV Bangun Cipta Persada 19

20 menjaga kualitas air sungai, mereduksi polutan di perairan, menjaga suhu air, pengendalian terhadap erosi dan sedimentasi, dan menjaga kestabilan tebing sungai. Vegetasi riparian menjadi habitat hewan liar untuk berlindung, kawin, dan memijahkan telur (ikan). Jenis riparian alami yang banyak dijumpai di lokasi Rantau Kermas antara lain rumput, semak dan herba yang meliputi Amaranthus spp. Euphatorium odorantum, Cyperus sp., Paspalum sp., Piper sp., Commelina sp., sedangkan jenis riparian pertanian yang banyak dijumpai meliputi kelapa (Cocos nucifera), pisang (Musa spp.), padi (Oryza sativa), bambu (Bambusa sp.). Vegetasi riparian adalah habitat perifiton yang sangat disukai ikan sepat (Trichogaster pectoralis), dan serangga air yang menjadi sumber makanan berbagai jenis ikan seperti kelesa (Scleropages formosus), lais (Cryptoferus), dan keli (Clarias melanoderma). Semakin banyak vegetasi maka semakin banyak invertebrata yang masuk ke sungai sehingga mampu meningkatkan jumlah ikan. Hutan adat di desa ini memiliki peran penting karena mampu menyimpan air. Pohon yang ditanam dalam hutan lindung memiliki peran penting dalam siklus air. Budidaya pertanian yang dikembangkan oleh masyarakat antara lain budidaya kulit manis, kopi, tanaman holtikultura seperti kentang dan cabe, serta persawahan guna menunjang kebutuhan primer masyarakat. Sumber Energi listrik yang digunakan masyarakat hanya bersumber dari PLTMH yang memanfaatkan sungai sebagai sarana pendukung sehingga masyarakat perlu menjaga kelestarian hutan maupun sungai yang menunjang keberlangsungan PLTMH. Infrastruktur jalan terutama akses jalan masuk ke desa belum sempurna karena masih berupa tanah sehingga sangat menyulitkan warga masyarakat dalam pengembangan perekonomian. Kesulitan akses jalan masuk menuju desa menjadi alasan utama yang membuat warga desa kurang bisa mendapatkan bantuan pemerintah secara penuh. Selain itu keterbatasan sumber energi listrik pun menjadi kendala yang dapat menghambat perkembangan ekonomi masyarakat desa. Keberlajutan dari program ini, diharapkan mampu meningkatkan infrastruktur desa serta CV Bangun Cipta Persada 20

21 peningkatan pasokan energi listrik untuk membantu masyarakat dalam membangun desa. Dengan adanya upaya revitalisasi ini, diharapkan mampu mengembangkan dan memajukan pembangunan khususnya peningkatan insfrastruktur yang ada. Berdasarkan hal diatas, lokasi Desa Rantau Kermas disimpulkan memenuhi syarat kelayakan lingkungan Studi Kelayakan Infrastruktur Sipil Infrastruktur civil work di desa Rantau Kermas meliputi bendung, intake, saluran pembawa, bak penenang, spillway, penstock, abutmen penstock, support block, power house. a. Bendung Bendung yang dimiliki berukuran panjang 12 meter; lebar 1,3 meter; dan tinggi 2 meter terbuat dari konstruksi beton dengan kondisi baik seperti diperlihatkan pada gambar 3.3 Gambar 3.6 Badan bendung pada PLTMH Rantau Kermas Berdasarkan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral nomor 3 tahun 2016 tentang Petunjuk Teknis Penggunaan Dana Alokasi Khusus Bidang Energi Skala Kecil, bendung harus terbuat dari konstruksi beton. Sehingga bendung ini masih memenuhi syarat konstruksi dan tidak perlu dilakukan pembuatan bendung baru. Namun karena sungai Batang Langkup pada lokasi PLTMH ini terbelah menjadi dua dan bendung tersebut hanya berada pada CV Bangun Cipta Persada 21

22 satu sisi, sehingga pada musim kemarau aliran cenderung ke sisi yang lain, maka diusulkan membangun groundsill pada sisi yang lain tersebut. Dengan demikian, baik pada musim hujan maupun musim kemarau aliran dapat diarahkan menuju intake PLTMH. b. Intake Konstruksi intake terdiri dari kolam penenang dan pintu pengambilan. Dimensi kolam penenang adalah panjang 2,0 m dan lebar 3,50 m serta kedalaman 1,5 m. Dimensi saluran pengambilan (inlet) adalah lebar 1 m. Pada kolam penenang intake dipasang trashrack dari bambu ukuran 0,07 m dengan celah setiap bamboo 0,05 m. Kondisi konstruksi intake tersebut diperlihatkan pada gambar 3.4. Berdasarkan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral nomor 3 tahun 2016 tentang Petunjuk Teknis Penggunaan Dana Alokasi Khusus Bidang Energi Skala Kecil, intake harus terbuat dari konstruksi beton dengan trashrack dari plat besi, sehingga baik kolam penenang intake dan trashrack tidak memenuhi syarat, perlu dilakukan revitalisasi. Gambar 3.7 Intake di daerah Rantau Kermas c. Saluran Pembawa (head race) Saluran pembawa memiliki dimensi panjang 60 meter; lebar 1,5 m dan tinggi 1,8 m terbuat dari konstruksi beton dengan kondisi cukup baik seperti diperlihatkan pada gambar 3.5. Berdasarkan Permen ESDM tersebut di atas, saluran pembawa ini CV Bangun Cipta Persada 22

23 memenuhi syarat kelayakan, sehingga masih dapat digunakan dengan penyempurnaan secukupnya. Gambar 3.8 Saluran Pembawa di PLTMH Rantau Kermas d. Saluran pengendap lumpur Secara teknis, setiap intake harus dilengkapi dengan saluran pengendap lumpur yang berfungsi untuk mengendapkan lumpur dan sedimen yang terbawa masuk ke intake, yang pada akhir saluran akhir pengendap lumpur dilengkapi dengan pintu pembilas. Pada PLTMH Rantau Kermas ini tidak terdapat saluran pengendap lumpur, sehingga tidak memenuhi syarat kelayakan teknis. Oleh karena itu, perlu penambahan saluran pengendap lumpur dan pintu pembilas. e. Bak Penenang dan saluran pelimpah Bak penenang memiliki dimensi panjang 2,9 meter; lebar 1,4 meter dan tinggi 1,56 meter terbuat dari konstruksi beton dengan dilengkapi saluran pelimpah yang disatukan dengan saluran penguras dengan dimensi lebar 0,7 m dan tinggi 1,4 m dan dilengkapi dengan trashrack pada intake penstock yang terbuat dari bambu dengan lebar per bambu 5 cm dan jarak 4 cm seperti diperlihatkan gambar 3.6. Berdasarkan Peraturan Menteri Energi CV Bangun Cipta Persada 23

24 dan Sumber Daya Mineral nomor 3 tahun 2016 tentang Petunjuk Teknis Penggunaan Dana Alokasi Khusus Bidang Energi Skala Kecil, pintu penguras dan pelimpah harus dibuat terpisah, trashrack harus terbuat dari plat besi. Dengan demikian, konstruksi bangunan penenang ini tidak layak secara teknis sehingga perlu adanya revitalisasi. Gambar 3.9 Bak Penenang di daerah Rantau Kermas f. Penstock Konstruksi penstock terbuat dari bis beton berbentuk segiempat dengan dimensi tinggi 1 m dan lebar 1 m dan panjang 12 m yang tertimbun dalam tanah. Berdasarkan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral nomor 3 tahun 2016 tentang Petunjuk Teknis Penggunaan Dana Alokasi Khusus Bidang Energi Skala Kecil, penstock harus terbuat dari pipa besi baja bentuk bulat. Oleh karena itu, konstruksi penstock ini tidak memenuhi kelayakan teknis, sehingga perlu dilakukan revitalisasi. g. Rumah turbin (power house) Rumah turbin untuk instalasi mekanikal dan elektrikal dibuat dengan bangunan semi permanen dari kayu yang memiliki panjang 5 meter; lebar 4 meter dan tinggi 3,5 meter dengan kondisi lantai turbin yang baik dan terletak sangat dekat dengan tepi sungai (0,5 1 m). Berdasarkan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral nomor 3 tahun 2016 tentang Petunjuk Teknis CV Bangun Cipta Persada 24

25 Penggunaan Dana Alokasi Khusus Bidang Energi Skala Kecil, bangunan power house harus terbuat dari bangunan permanen, dan harus dilakukan sejauh mungkin dari tepi sungai untuk menghindari banjir. Oleh karena itu, bangunan power house ini tidak memnuhi syarat kelayakan teknis dan perlu dilakukan revitalisasi. Gambar 3.10 Rumah Turbin atau Power House di daerah Rantau Kermas h. Saluran pembuang (tailrace) Konstruksi saluran pembuang terbuat dari saluran tanah biasa dengan dimensi tidak teratur. Berdasarkan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral nomor 3 tahun 2016 tentang Petunjuk Teknis Penggunaan Dana Alokasi Khusus Bidang Energi Skala Kecil, konstruksi tailrace harus terbuat dari pasangan batu atau beton. Oleh karena itu tailrace ini tidak memenuhi syarat kelayakan teknis sehingga perlu dilakukan revitalisasi teknis Studi Kelayakan Mekanikal Elektrikal Pada bagian control dan jaringan distribusi, daerah Rantau Kermas ini memiliki jaringan distribusi berjenis twisted berukuran 4 x 25 mm dan panjang 2 km dengan kondisi sesuai standar. Tiang listrik berukuran 7 meter dalam kondisi baik seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.6 CV Bangun Cipta Persada 25

26 Gambar 3.11 Tiang Listrik di Daerah Rantau Kermas Tiang listrik tersebut di lengkapi dengan accessories tiang. MCB yang dimiliki berukuran 2 Ampere dengan kondisi tidak standar. Pada PLTMH ini tidak memiliki ballast lot, penangkal petir, pembumian, tool kits, pengaman ballats, instalasi rumah turbin dan KWH. Infrastruktur mekanikal elektrikal pada PLTMH Rantau Kermas meliputi mesin, turbin dan panel box. Turbin yang digunakan berjenis crossflow dengan lebar 153 cm seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.7. Gambar 3.12 Turbin Cross Flow di Daerah Rantau Kermas Bering yang digunakan berjenis SNK berukuran E1-K. Selain itu, pulley turbin yang digunakan berjenis C3 berukuran 61 cm. Kondisi turbin, bering, puller turbin dalam keadaan baik. Adapter yang digunakan memiliki lebar 153 cm. Generator yang digunakan berjenis AC sincronus berukuran 50 KW 3 phasa. Pulley generator berdiameter 5 inchi dan V Belt CV Bangun Cipta Persada 26

27 jenis C1 berukuran 130. Asturbin yang digunakan berukuran 7 cm. Kondisi guidavane, baseframe turbin, adapter, generator, pulley generator, baseframe generator, v-belt, asturbin dalam keadaan baik. Saat ini, distribusi jaringan listrik menuju rumah warga sudah baik, meskipun belum semua rumah mampu teraliri listrik. Total 125 rumah telah teraliri listrik dari PLTMH ini. Agar output daya yang dihasilkan lebih maksimal, perencanaan revitalisasi PLTMH Rantau Kermas akan menggunakan turbin jenis Open Flume Aspek Produksi Listrik Produksi listrik PLTMH Rantau Kermas saat ini dapat diukur dari debit air yang mengalir melalui head race dan tinggi terjunan yang ada. Berikut ini adalah tabel hasil pengukuran power. Tabel 3.1 Data primer hasil perhitungan daya (power) dari debit head race, kecepatan air diukur dengan menggunakan metode pelampung, kecepatan aliran tidak dapat diukur dengan menggunakan current meter. No A (m 2 ) Efisiensi turbin Efisiensi generator listrik Keterangan: Current meter tidak bisa digunakan karena kecepatan aliran terlalu kecil. Ditinjau dari dimensi saluran pembawa dan terjunan (head), dan kecepatan minimal yang direkomendasikan yaitu sebesar 0,6 1,0 m/s, maka daya yang dihasilkan dari PLTMH ini dapat dihitung sebagai berikut: V (m/s) Q (m 3 /s) Head (m) Power (kw) Dimensi Head race 1 2,7 0,6 0,8 0,14 0,39 3,0 6,42 Tinggi = 1,8 2 2,7 0,6 0,8 0,17 0,46 3,0 7,39 3 2,7 0,6 0,8 0,13 0,35 3,0 5,77 Rata rata 0,6 0,8 0,146 0,40 3,0 6,53 (m) Lebar = 1,5 CV Bangun Cipta Persada 27

28 Tabel 3.2 Potensi daya terbangkitkan dengan analisis kecepatan No A (m 2 ) Efisiensi turbin Efisiensi generator elektrik V (m/s) Q (m 3 /s) Head (m) Power (kw) Dimensi Head race (m) 1 2,7 0,70 0,8 0,60 1,62 3,5 31,15 Tinggi = 1,8 Lebar = 1,5 Berdasarkan hasil analisis pada tabel di atas, maka dapat disimpulkan bahwa daya yang dihasilkan oleh PLTMH Rantau Kermas (6,53 KW) tidak dapat mencapai daya yang direncanakan sebesar 31,15 KW (berdasar pada dimensi head race dan head). Oleh karena itu, PLTMH ini tidak memenuhi kelayakan teknis dari daya yang dihasilkan, sehingga perlu dilakukan revitalisasi. 3.4 Aspek Pengelolaan Lembaga atau kelompok masyarakat Desa Rantau Kermas telah berperan dalam pengelolaan serta pemeliharaan PLTMH. Hal ini dibuktikan dengan adanya struktur keorganisasian yang sudah dibentuk. Secara garis besar, struktur organisasi tersebut meliputi: Ketua PLTMH : Maswanhadi Petugas pencatat ampere listrik : Ahmadi Operator PLTMH : Randi Agar dapat berjalan dan beroperasi maksimal tentu saja butuh dukungan dan pemeliharaan dari seluruh warga Rantau Kermas, serta dari pemerintah daerah setempat. Perlu adanya peningkatan kinerja dari tiap tiap elemen masyarakat dalam merawat PLTMH ini. Berdasarkan kajian tersebut, maka dapat diambil kesimpulan bahwa lokasi Rantau Kermas layak untuk dilakukan revitalisasi PLTMH dengan pendampingan dari warga setempat. CV Bangun Cipta Persada 28

29 BAB IV ANALISA DAN PERENCANAAN 3.1 Parameter Rancangan Revitalisasi Untuk merencanakan PLTMH termasuk revitalisasi PLTMH, parameter topografi, hidrologi, daya dukung tanah,dan lingkungan serta kesiapan masyarakat untuk melaksanakan operasi dan pemeliharaan sangat penting. Dalam perencanaan DED ini, akan ditinjau parameter topografi, hidrologi dan daya dukung tanah sebagai parameter penting dalam perencanaan teknis. Parameter hidrologi yang penting adalah debit rancangan, parameter topografi adalah head atau tinggi terjunan, dan pada daya dukung tanah adalah stabilitas tanah Debit Rancangan Berdasarkan hasil studi pada PLTMH Rantau Kermas, akan diapakai debit rencana atas sebesar 1,62 m3/s, dan debit rencana bawah sebesar 1,00 m3/s dengan output yang diharapkan sebesar 32 KW Head (tinggi terjunan) Dari hasil pengukuran topografi, diperoleh beda tinggi sebesar 3,0 m. Jika menggunakan turbin yang direkomendasikan yaitu turbin open flume, maka head-nya menjadi 3,5 m. Kekhawatiran terhadap penggenangan akibat banjir dengan turbin open flume tidak ada, karena turbin dan elektrikal diletakkan pada power house yang berdiri di atas bak penenang Daya dukung tanah Berdasarkan data topografi, dapat disimpulkan bahwa lokasi PLTMH Rantau Kermas adalah relatif datar dengan kemiringan kecil (tanahnya baik). Struktur tanahnya berupa tanah lempung berbatu ukuran kecil sampai sedang, dan struktur tebing sungai relatif terjal namun tidak ditemukan longsoran tebing sepanjang sungai. Hal di atas berarti daya dukung tanah pada lokasi tersebut baik. Dari hasil pengamatan struktur bangunan PLTMH yang ada yaitu intake, head race, bak penenang, dan power house yang tidak CV Bangun Cipta Persada 29

30 mengalami kerusakan konstruksi misalnya retak retak, bergeser, patah, dll., selama lebih dari 10 tahun maka disimpulkan bahwa daya dukung tanah tersebut kuat untuk menahan bangunan bangunan yang akan dibangun pada revitalisasi PLTMH Demand Ketersediaan dan Kebutuhan Listrik Berdasarkan data kebutuhan listrik per rumah yang disurvey, maka demand tiap tiap rumah tidak lebih dari 220 watt. Oleh karena itu, maka direncanakan setiap kepala keluarga akan mendapatkan pasokan listrik sebesar 220 watt, dengan jumlah rumah saat ini yang sudah teraliri adalah 125 rumah. Setiap rumah mampu membayar iuran sebesar Rp ,00 Rp ,00 per bulan. Kebutuhan total daya desa Rantau Kermas adalah: Kebutuhan = Output daya x jumlah rumah = 220 x 125 = watt Berdasarkan data hidrologi dan head, maka dapat dibangun PLTMH dengan daya output 41 KW. Daya ini dapat untuk memenuhi kebutuhan listrik di desa Rantau Kermas yang besarnya 27,5 KW. Sehingga, daya listrik yang belum digunakan adalah sebesar 14 KW. Daya yang belum digunakan ini direncakan untuk digunakan untuk industri kopi dalam skala kecil. 3.2 Perencanaan dan Sistem Konstruksi Sistem PLTMH Sistem revitalisasi PLTMH yang akan dilaksanakan tidak berbeda dengan sistem PLTMH yang sudah ada. Hal ini memudahkan perencanaan, pelaksanaan, dan penganggaran. CV Bangun Cipta Persada 30

31 Gambar 4.1 Skema layout PLTMH Rantau Kermas dari intake sampai bak penenang Gambar 3.14 Sistem bak penenang, rumah turbin, dan tail race Perencanaan Bangunan Sipil Fasilitas bangunan sipil yang dibutuhkan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) antara lain bendung, bangunan penyadap air (intake), saluran pembawa (head race), bak pengendap dan penenang CV Bangun Cipta Persada 31

32 (forebay), rumah turbin (power house), pipa hisap, saluran pembuangan (tail race). Untuk penjelasan komponen sipil di atas akan dijelaskan sebagai berikut : 1. Bangunan Bendung Secara kekuatan konstruksi, bendung yang terdapat pada PLTMH Rantau Kermas ini masih dapat digunakan. Namun, tidak memenuhi syarat desain konstruksi pada Permen ESDM nomor 3 tahun 2016, oleh karena itu direkomendasikan untuk membuat bendung baru yang sesuai dengan standard bangunan irigasi SDA dan Permen ESDM tersebut. Untuk menambah debit pada musim kemarau, direkomendasikan membangun groundsill pada cabang sungai lainnya. Bangunan bendung direncanakan terletak pada koordinat S dan E Tinggi bendung adalah 2,5 m (dinaikkan 0,5 m lebih tinggi daripada tinggi bendung semula yaitu 2,0 m). Panjang bendung direncanakan 13 meter (diperpanjang 1 meter lebih panjang dari bendung semula). Sedangkan dimensi groundsill direkomendasikan sepanjang 16 m dengan tinggi 1 meter. 2. Bangunan Penyadap Air (Intake) Untuk mendapatkan debit yang maksimal maka digunakanlah intake atau biasa disebut bangunan penyadap air di pinggir bendung dengan debit rencana yang ditentukan. Struktur intake berupa pasangan batu kali dengan plesteran semen.. CV Bangun Cipta Persada 32

33 Gambar 3.15 Bangunan Penyadap Air (Intake) di PLTMH di Desa Rantau Kermas Gambar 3.16 Tampak Atas Intake Dimensi bangunan Intake yang akan dipergunakan dapat dihitung menggunakan rumus seperti di bawah ini. Dengan : Cd (koefisien debit) = 0,80 (rekomendasi JICA) h (tinggi pintu air rencana) = 1 m g (percepatan gravitasi) = 9,81 m/s 2 z (kehilangan energi bukaan air) = 0,25 m (rekomendasi JICA) maka nilai dimensi intake adalah sebagai berikut : 1,62 = b x 1 x x 9.81 x 0.25 b = 0,91 m CV Bangun Cipta Persada 33

34 Jadi dimensi pintu pengambilan dengan ukuran lebar bersih yaitu 0,91 meter dan tinggi pengambilan yaitu 1 meter. Pada muka depan pintu dipasang saringan sampah dengan ukuran lebar 0,91 meter dan tinggi 1 m. Ukuran luas bersih untuk melewati air yang diharapkan digunakan rumus sebagai berikut Dimana : Q = Debit air (m 3 /s) = 1,62 m 3 /s V = Kecepatan air masuk (m/s) Kecepatan rencana air masuk (direkomendasikan 0,6 1 m/s) diambil kecepatan (v) yaitu 0,8 m/s. Maka nilai luasan (A) bersih yang diharapkan adalah: 1,62/0,8 = 2,0 m 2, sehingga didapat lebar intake (B) = 2,0 m, direkomendasikan menjadi 1,50 m (lebih dari 0,914 m hasil hitungan intake). 3. Bak Pengendap Saluran pengendap berfungsi untuk menampung air sebelum air masuk ke dalam pipa hisap. Selain itu berfungsi untuk mengendapkan lumpur yang terbawa melalui saluran pembawa. Dimensi saluran pengendap dapat dihitung dengan persamaan di bawah ini. v = umumnya 0,3 m/s sampai 0,6 m/s w = 0,1 m/detik dengan target ukuran butir sekitar 0,5 1 mm h = tinggi air basah 2,2 m Maka, panjang saluran pengendap dapat dihitung : L = 0,45 x 2,2/0,1 CV Bangun Cipta Persada 34

35 L = 9,9 m, dibulatkan menjadi 10 m. B = 1,62 / 2,2 x 0,45 B = 1,63 m, dibulatkan menjadi 2 m Jadi, lebar saluran Pengendap adalah 2 m dan panjang 10 m. Kapasitas saluran pengendap v = 10 x 2 x 2,2 v = 44 m 3 Jadi kapasistas saluran pengendap adalah 44 m 3 Gambar 3.17 Saluran pengendap CV Bangun Cipta Persada 35

36 4. Saluran pelimpah (spillway) Saluran pelimpah berfungsi untuk membuang air kelebihan yang masuk ke intake. Dimensi saluran pelimpah sesuai dengan dimensi yang ada yaitu lebar 1,5 m (sama dengan dimensi saluran pembawa) dan kedalaman 0,5 m. Gambar 3.18 Spillway 5. Saluran Pembawa (Head Race) Saluran pembawa berfungsi untuk mengalirkan air dari intake ke bak penenang atau bak penampung. Pada bak tersebut selalu diperoleh supply air sesuai dengan debit yang telah direncanakan. Saluran pembawa direncakana berupa saluran terbuka atau Open Chanel yang berbentuk segiempat dengan kontruksi dari pasangan batu kali atau batu belah. Untuk dimensi ekonomis saluran pembawa tersebut dapat dicari menggunakan rumus sebagai berikut : Rumus Luas Tampang Basah Rumus Keliling Basah CV Bangun Cipta Persada 36

37 Rumus Jari-jari hidraulis Direncanakan : Debit air (Q) = 1,62 m 3 /s Kecepatan Aliran (V) = 0,60 m/s Koefisien Manning (n) = 0,025 Maka di dapatkan hasil sebagai berikut A = 1,62 / 0,60 = 2,7 m 2 A = b x h 2,7 = 1,5 x h h = 1,8 m h untuk saluran adalah ditambah tinggi jagaan bebas (0,25) = 2,05 m. Keliling basah adalah : P = b + 2 x h P = 1,5 + 2 x 2,05 P = 5,6 m. Jari-jari hidrolisnya adalah CV Bangun Cipta Persada 37

38 R = A/P R = 2,7/5,6 R = 0,48 m Kemiringan dasar saluran dihitung dengan rumus manning yaitu : V = 1/n x R 2/3 x I ½ 0,6 = 1/0,025 x 0,48 2/3 x I ½ I = 0,0005, dibulatkan I = 0,001 Gambar 3.19 Saluran Pembawa (Head Race) di PLTMH di Desa Rantau 6. Bak Penenang (Forebay) Kermas CV Bangun Cipta Persada 38

39 Bak penenang berfungsi untuk menampung air sebelum air masuk ke dalam pipa hisap. Dimensi bak penenang dapat dihitung dengan persamaan di bawah ini. v = umumnya 0,3 m/s sampai 0,6 m/s = 0,6 m/detik dengan target ukuran butir sekitar 0,5 1 mm h = tinggi air basah 2,2 m Maka, panjang Bak Penenang dapat dihitung : L = 0,3 x 2,2/0,1 L = 6,6 m, dibulatkan menjadi 10 m. B = 1,62 / 2,2 x 0,3 B = 2,45 m, dibulatkan dan direkomendasikan menjadi 2,5 m. Jadi, lebar Bak penenang adalah 2,5 m dan panjang 10 m Kapasitas bak penenang v = 10 x 2,5 x 2,2 v = 55 m 3 Jadi kapasistas bak penenang adalah 55 m 3 CV Bangun Cipta Persada 39

40 Gambar 3.20 Bak Penenang pada PLTMH Rantau Kermas 7. Pintu penguras lumpur dan spillway Pintu penguras lumpur direncanakan terletak pada akhir bangunan penenang, dengan dimensi lebar yaitu 1 m dan kedalaman 2,2 m. Spillway untuk mengalirkan air kelebihan sebelum masuk pada kolam turbin dibuat menyatu dengan pintu penguras. Dimana: = kedalaman air pada spillway (m) = lebar spillway (m) = debit aliran masuk (m^3/s) CV Bangun Cipta Persada 40

41 = koefisien (1.8) Dimensi saluran pelimpah sesuai dengan dimensi yang ada yaitu lebar 1,0 m, sehingga diperoleh tinggi spillway hsp = 0,36 m, dibulatkan menjadi 0,40 m Gambar 3.21 Pintu penguras lumpur dan spillway 8. Rumah Pembangkit (Power House) Rumah pembangkit merupakan tempat peralatan elektro dan mekanikal yang terpasang. Turbin beserta sistem transmisi mekanik, generator, panel kontrol, dan ballast load terpasang di dalam rumah ini. Rumah pembangkit yang direncanakan berukuran 3 meter x 3 meter dan tinggi 3 meter, bangunan permanen dengan pasangan batu kali dan pasangan batu bata. Bagian lantai rumah pembangkit diperkuat dengan struktur fondasi dan plat beton. Rumah pembangkit direncanakan dibangun pada koordinat S dan E CV Bangun Cipta Persada 41

42 Gambar 3.22 Rumah Turbin (Power House) di PLTMH di Desa Rantau Kermas CV Bangun Cipta Persada 42

43 9. Turbin, Pipa Hisap, dan Electrical Control Turbin, pipa hisap, dan electrical control. Pipa Hisap digunakan sebagai saluran pembuangan air dari turbin menuju sungai atau saluran dengan menggunakan saluran pipa. Untuk menghitung dimensi pipa digunakan rumus sebagai berikut : Dengan Q = 1,62 m 3 /s Maka, Dp = 0,72 x 1,62 0,5 Dp = 0,92 m Tebal minimum pipa hisap digunakan persamaan : tm = (0, )/400 tm = 0,05 m Tebal total pipa hisap menggunakan persamaan: DT = 0,92 x 0,05 DT = 0,046 m = 4,6 cm Tinggi pipa hisap menggunakan persamaan : Dengan : H HB HS σ = Tinggi efektif = Tinggi tekanan atmosfer di udara = Tinggi hisap yang diijinkan = Bilangan Thoma atau koefisien kavitasi CV Bangun Cipta Persada 43

44 Dari data yang diperoleh adalah tinggi jatuh, H = 3,5 meter, debit Air Q = 1,62 m3/s, daya yang akan dihasilkan pada kopling turbin P = 31,15 kw. Tekanan atmosfir udara sekitarnya, PB = 0,98 bar, maka HB = 9,8 bar dan temperatur air diperkirakan 20 0 C, maka tekanan uapnya P0 = 0,024 Bar dan asumsi kecepatan spesifik adalah 400 rpm, maka koefisien bilangan Thoma sebesar 1,2 dan tinggi hisap : Tinggi turbin = 4,04 m = Gambar 3.23 Turbin rencana open flume PLTMH di Desa Rantau Kermas Karena tinggi turbin diperkirakan 1,25 meter dan HS 4,04 meter sedangkan tinggi efektifnya = 3,5 meter, maka pipa hisap direncanakan setinggi 3,5 1,25 meter = 2,25 meter. 10. Bak Turbin Bak turbin direncanakan untuk dapat menampung debit yang datang dari saluran pembawa, dengan syarat debit yang ada pada bak turbin tidak langsung habis ketika turbin dibuka dengan perhitungan volume bak turbin harus lebih besar dari keluaran debit untuk turbin. Bak turbin yang akan direncanakan berukuran panjang 3 m, lebar 3 m, dan kedalamaan 1,5 m, sehingga volume yang dihasilkan sebesar 13,5 m 3 CV Bangun Cipta Persada 44

45 Gambar 3.24 Bak Bawah Turbin PLTMH di Desa Rantau Kermas 11. Saluran Pembuangan (Tail Race) Saluran pembuangan digunakan untuk membuang air yang telah terpakai untuk memutar turbin, lalu disalurkan kembali ke sungai melalui saluran tail race. Dimensi saluran tail race dapat dihitung dengan cara seperti berikut : Rencana : Debit (Q) = 1,62 m 3 /s Kecepatan (v) = 1 m/s Lebar Penampang (b) = 1 m Penampang basah saluran pembuang adalah sebagai berikut : 1,62 = A x 1 A = 1,62 m 2 Maka : 1,62 = 1 x h H = 1,62 m Keliling basah : CV Bangun Cipta Persada 45

46 P = Keliling basah saluran pembuang (m) P = x 1,62 P = 4,24 m Jari-jari hidraulis R = 1,62/4,24 R = Kemiringan saluran dihitung dengan menggunakan rumus manning : 1 = 1/0,025 x 0,382 2/3 x I 1/2 I = 0,04 Gambar 3.25 Tailrace PLTMH di Desa Rantau Kermas 12. Tangga Ikan (Fishway) Untuk memberikan fasilitas ikan dan biota akuatik lainnya di sungai yang mempunyai fisiologi bermigrasi, maka direkomendasikan untuk CV Bangun Cipta Persada 46

47 dibangun fishway pada bendung PLTMH Rantau Kermas. Konstruksi fishway dipilih yang mudah dikerjakan dan mudah dilakukan perawatan sebagai berikut ini Gambar 3.26 Konstruksi fishway 3.3 Fasilitas Mekanikal Elektrikal Pemilihan Turbin Turbin yang dipilih untuk revitalisasi PLTMH Rantau Kermas ini adalah turbin open flume, dengan pertimbangan efisiensi lebih tinggi, dan letak turbin dan elektrikal kontrol (power house) relatif jauh dari muka air sungai hilir, sehingga kemungkinan terendam karena banjir sangat kecil. Disamping itu, dalama pemilihan turbin harus memperhatikan debit rencana dan head. Pada PLTMH Rantau Kermas ini, debit rencana maksimal ini adalah 1,62 m 3 /s, dan minimal 0,00 m 3 /s. Grafik dibawah ini menunjukkan proses pemilihan turbin. CV Bangun Cipta Persada 47

48 Gambar 3.26 Grafik kriteria pemilihan turbin Dari grafik tersebut di atas, terdapat dua pilihan yaitu cross flow dan open flume. Berdasarkan pertimbangan sebelumnya, maka dipilih turbin open flume Penentuan jumlah turbin Pada pemilihan jumlah turbin diambil pertimbangan efisiensi dana dan efisiensi teknis. Harga turbin lebih dari satu pada power yang sama jauh lebih mahal daripada jumlah turbin satu. Sehingga pada umumnya disarankan menggunakan turbin tidak lebih dari satu. Namun, harus dipertimbangkan efisiensi teknis terkait dengan ketersediaan air secara kontinyu. Pada sungai yang debitnya kontinyu dapat menggunakan satu turbin. Sedangkan pada sungai yang debitnya tidak kontinyu, misalnya perbedaan musim kemarau dan penghujan tinggi disarankan menggunakan turbin lebih dari satu. Khusus untuk turbin open flume memiliki kemampuan untuk adaptasi (adjustment) terhadap besaran debit yang masuk. Hal ini karena pada open flume sudu sudunya dapat disetting sesuai dengan debit yang masuk. Oleh CV Bangun Cipta Persada 48

49 karena itu, pada pembangunan PLTMH Rantau Kermas ini dipakai satu turbin open flume Performansi Turbin Turbin open flume telah banyak dipakai di Indonesia dan menunjukkan kinerja yang bagus. Di samping itu, efisiensi turbin open flume lebih tinggi dibandingkan dengan turbin lainnya yaitu mencapai 0, Karakteristik Turbin Dalam menentukan karakteristik turbin, direkomendasikan untuk bekerja sama dengan pabrik pembuat turbin. Hal ini sangat berpengaruh pada performa turbin. Pengalaman pabrik pembuat turbin dapat digunakan sebagai pertimbangan dalam penentuan karakteristik turbin. Di samping itu, pihak pabrik turbin dapat ikut memberikan garansi sustainibilitas operasi dan pemeliharaan turbin. Demikian juga pemilihan electrical work (generator, panel kontrol, ballast load, dll.) disarankan untuk mendapatkan (membeli) pada pabrik turbin yang sama. Berikut ini adalah daftar karakteristik turbin dan electrical work yang disarankan untuk PLTMH Rantau Kermas. Gambar 3.27 Spesifikasi turbin PLTMH Rantau Kermas (Sumber: PT. Cihanjuang Inti Teknik 2016) CV Bangun Cipta Persada 49

50 Sementara itu, efisiensi turbin dan generator pada data di atas bisa turun tergantung kualitas dari produk itu sendiri, serta pabrik pembuat Jaringan Distribusi Untuk membangun jaringan distribusi PLTMH Rantau Kermas, direkomendasikan mengikuti Pedoman Teknis Standardisasi Peralatan dan Komponen PLTMH IMIDAP dan Dirjen Listrik dan Pemanfaatan Energi, ESDM sebagai berikut Spesifikasi Umum Untuk masalah transmisi dan distribusi (JTR), spesifikasi dan perancangan harus mengacu kepada Standar PLN mengenai Transmisi dan Distribusi untuk Pelistrikan Perdesaan. Ketentuan umum lainnya adalah: 1. Transmisi tegangan menengah dan distribusi tegangan rendah harus sesuai dengan Standar PLN mengacu SPLN ) Tegangan listrik dan frekuensi di tingkat konsumen memiliki toleransi lebih kurang 10% sesuai dengan SNI dan SNI ) Tegangan di harus bisa diatur melalui AVR atau potensiometer di kontrol (untuk ) 4) Peta jaringan distribusi harus ada untuk semua kapasitas PLTMH yang berisi: a. Tegangan di b. Panjang kabel jaringan c. Beban maksimal di pusat-pusat beban d. Tegangan minimal yang ditoleransi di titik pusat beban e. Jumlah tersambung tiap di tiap titik f. Posisi penangkap petir g. Posisi pemutus. 5) Pada jaringan distribusi 3 fasa maka beban sebaiknya selalu seimbang setiap saat di tiap fasa 6) Untuk generator sinkron tidak boleh kurang dari 0.8, dan tidak powerhouse induction generator powerhouse fase switch Power factor Standardisasi Peralatan dan Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) KETENTUAN UMUM JARINGAN TRANSMISI DAN DISTRIBUSI boleh kurang dari 0.95 untuk generator induksi 7) Pembumian dan penangkap petir harus dilakukan sesuai SNI atau SPLN CV Bangun Cipta Persada 50

51 8) Kabel transmisi atau distribusi harus disesuaikan dengan perkiraan beban dan kehilangan daya (penurunan tegangan yang diperbolehkan) 9) Kabel di atas tanah sebaiknya berada minimal 5 meter di atas tanah 10) Jika menggunakan jaringan kabel terbuka maka antar konduktor jarak minimal adalah 30 cm dengan syarat tinggi tiang listrik 9 meter 11) Tiang listrik bisa menggunakan kayu, tiang besi atau tiang beton pratekan sesuai dengan SPLN ) Tiang jaringan menggunakan kayu hanya boleh dilakukan untuk PLMTH dengan kapasitas di bawah 15 kw sesuai dengan sesuai dengan SPLN ) Jarak antar tiang untuk kabel berukuran 16 mm2 dual core disarankan adalah 30 meter, sedangkan untuk kabel berukuran sampai 35 mm2 disarankan adalah 25 meter sesuai dengan SPLN Standar konstruksi listrik pedesaan. Maksimal rentangan adalah 50 meter 14) Semua kabel yang dipakai harus sesuai dengan SNI jaringan listrik pedesaan SPLN. Spesifikasi tiang listrik dan pondasinya baik untuk saluran tegangan rendah maupun menengah disesuaikan dengan Standar yang ada. Jika pada kondisi yang ekstrim dan standar tidak bisa dipenuhi maka spesifikasi berikut dapat dipakai : 1. Tinggi tiang minimal untuk jaringan tegangan rendah adalah 6 meter 2. Tiang listrik dan pondasinya harus mampu menahan tekanan angin dengan menggunakan kayu keras lokal atau tiang besi biasa lain. Ketebalan minimal minimal 3. Spesifikasi Tiang Listrik Standardisasi Peralatan dan Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) ketentuan umum untuk jaringan dan distribusi untuk tiang besi adalah 2 mm dan memperkirakan untuk korosi sebesar 1 mm 3. Tiang bambu tidak disarankan dipakai 4. Jika ada perubahan arah kabel maka tiang harus diberikan penahan baik berupa kabel (guy wire) atau bahan lain seperti tiang penyangga 5. Kedalaman pondasi minimal 15% dari panjang tiang CV Bangun Cipta Persada 51

52 6. Jika dipergunakan tiang besi berlubang, maka ujung atas harus tertutup sehingga air tidak masuk 7. Pondasi yang dipergunakan adalah beton dengan campuran minimal 1:3:5 (semen, pasir, kerikil). Instalasi peralatan jaringan transmisi dan distribusi harus disesuaikan dengan standar terkait. Instalasi peralatan jaringan dan transmisi harus menggunakan peralatan yang sesuai. Prinsip utama: 1. Kabel transmisi atau distribusi tidak boleh terlalu dekat dengan tanah. Jarak minimal dengan tanah adalah 6 meter 2. Cabang-cabang pepohonan di sekitar jaringan harus dipotong sehingga terhindar dari kemungkinan cabang jatuh ke kabel 3. Pemasangan harus aman dan dilengkapi dengan pengaman, terutama pengamanan terhadap petir 4. Instalasi jaringan dilakukan oleh tenaga instalatur bersertifikat. Pada kondisi tertentu jika tidak terdapat tenaga ahli dapat menggunakan tenaga yang terlatih. Pedoman teknis instalasi jaringan dapat mengacu kepada SNI Instalasi Jaringan Transmisi dan Distribusi Instalasi Jaringan Transmisi dan Distribusi Standardisasi Peralatan dan Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) Instalasi Jaringan Sambungan Rumah 1. Proses instlasi harus dilakukan oleh tenaga bersertifikat dan terlatih dengan menggunakan peralatan kerja yang tepat guna 2. Instalatur harus melakukan pelatihan dan pengarahan instalasi kepada operator sehingga operator bisa melakukan di kemudian hari 3. Kabel untuk dalam rumah tidak dipergunakan untuk kabel luar rumah 4. Koneksi kluster antar rumah menggunakan kabel sesuai dengan SPLN Instalasi di dalam bangunan/rumah pedesaan harus menggunakan kabel yang tepat sesuai SNI Jika dipergunakan kabel NYM dengan pelindung tunggal, maka kabel harus dilindungi dengan pipa PVC sesuai dengan SPLN CV Bangun Cipta Persada 52

53 7. Setiap titik koneksi disambung dengan menggunakan terminal dan terlindung dengan adanya T Dos 8. Setiap paket instalasi rumah harus mempunyai pembumian yang cukup sesuai dengan SPLN Lampu yang dipergunakan adalah lampu CFL ( ) atau lampu hemat energi. Tidak dianjurkan menggunakan lampu pijar atau lampu TL efisiensi rendah 10. Setiap alat pembatas daya atau alat pengukur konsumsi daya (kwh meter) harus sesuai dengan SNI Saat listrik telah menyala maka setiap sambungan rumah harus diuji beban sehingga nilai pembatas yang dipakai benar seperti yang tertera pada alat pembatas tersebut. Uji dilakukan secara populasi terhadap seluruh pelanggan. Uji tidak boleh dilakukan secara sampel. 12. Jika lebih dari 10% dari semua pembatas yang terpasang gagal lulus uji maka semua pembatas harus diganti dengan menggunakan komponen yang yang lebih baik. CV Bangun Cipta Persada 53

54 BAB V RENCANA ANGGARAN BIAYA Rencana anggaran biaya pekerjaan Study Kelayakan (Feasibility Study/FS) dan Detail Engineering Desain (DED) Peningkatan Kapasitas Pembangkit Listrik Mikro Hidro (PLTMH) di Desa Rantau Kermas Kabupaten Merangin Provinsi Jambi. Total kebutuhan pembuatan pada PLTMH Rantau Kermas tersebut adalah Rp ,00 dengan perincian rencana anggaran biaya terlampir. CV Bangun Cipta Persada 54

55 BAB V PENUTUP Demikian Laporan FS dan DED untuk pekerjaan Study Kelayakan (Feasibility Study/FS) dan Detail Engineering Desain (DED) Peningkatan Kapasitas Pembangkit Listrik Mikro Hidro (PLTMH) di Kabupaten Merangin Provinsi Jambi kami ajukan, atas kerjasamanya kami sampaikan terima kasih. CV Bangun Cipta Persada 55

56 LAMPIRAN CV Bangun Cipta Persada 56

57 A. Foto-foto survey di wilayah PLTMH daerah Rantau Kermas Gambar 3.28 Pengukuran dimensi saluran pembawa PLTMH Rantau Kermas Gambar 3.29 Pengukuran kecepatan aliran saluran pembawa CV Bangun Cipta Persada 57

58 Gambar 3.30 Pengukuran dimensi mesin turbin PLTMH Rantau Kermas Gambar 3.31 Foto bersama setelah survey PLTMH Rantau Kermas CV Bangun Cipta Persada 58