STUDI PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH) WAMENA DI KABUPATEN JAYAWIJAYA PROVINSI PAPUA.

STUDI PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH) WAMENA DI KABUPATEN JAYAWIJAYA PROVINSI PAPUA Nan Ady Wibowo 1), Very Dermawan ), dan Donny Harisuseno ) 1) Maasiswa Program Sarjana Jurusan Teknik Pengairan, Universitas Brawijaya ) Dosen Teknik Pengairan, Universitas Brawijaya e-mail : nanadyw1988@gmail.com ABSTRAK Air merupakan sumber energi yang penting karena dapat dijadikan sumber energi pembangkit listrik yang mura dan tidak menimbulkan polusi. Indonesia kaya sumber daya air seingga sangat berpotensi untuk memproduksi energi listrik yang banyak. Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) merupakan alternatif sumber listrik bagi masyarakat, yang akan memberikan banyak keuntungan terutama bagi masyarakat pedalaman di seluru Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk mengetaui potensi Sungai Uwe apabila digunakan sebagai pembangkit listrik tenaga mikro idro. Potensi tersebut meliputi, besar debit andalan, tinggi jatu efektif yang dimiliki, potensi daya listrik yang dapat diasilkan, serta mengetaui jumla ruma yang akan mendapatkan suplai energi listrik dari PLTMH Wamena. Dari asil analisa diperole debit andalan Sungai Uwe dengan menggunakan metode Tank Model (debit andalan Q 90 ) sebesar 1,06 m /dt. Penentuan klasifikasi turbin berdasarkan tinggi jatu, flow dan kecepatan spesifik (Ns), maka PLTMH Wamena menggunakan Turbin Banki/Crossflow. Dengan debit 1,06 m /dt dan tinggi jatu efektif setinggi 4,87 m, diasilkan daya listrik sebesar 9,0 kw dan energi listrik sebesar 1, kw. Banyaknya ruma yang mendapat suplai daya listrik baru dengan kebutuan minimum listrik per ruma sebesar 170 W adala 18 Ruma. Kata Kunci : PLTMH, Debit Andalan, Model Tank, Turbin, Daya Listrik. ABSTRACT Water is an important energy resource because it can be used as ceap power plant and not cause pollution. Indonesia is ric in water resource, so it as ig potential to produce a lot of electrical energy. Micro Hydro Power Plant (PLTMH) is alternative electrical source for te community, wic will provide many benefits for rural community all over Indonesia. Te aim of tis study to determine te potential of Uwe river wen used as micro ydro power plant. Te potential include dependable water discarge, effective fall eigt, potential of electrical power tat can be generated, and ow many ouses will get a supply of power from Wamena PLTMH. Te result of analysis use Tank Model metod (dependable discarge Q 90 ) sow dependable discarge of Uwe river is 1,06 m /dt. Determination of turbine classification base on fall eigt, flow and spesific velocity (Ns), based on result of te study Wamena PLTMH use Banki/Crossflow Turbine. Wit discarge of 1,06 m /dt and fall eigt of 4,87 m, electrical power tat generated is 9,0 kw and electrical energy of 1,kW. Te number of ouse tat recieve te new supply of electrical power wit minimun requiremen per ouse of 170W is 18 ouses. Key Word : PLTMH, Dependable Discarge, Tank Model, Turbine, Electrical Power. PENDAHULUAN Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) merupakan alternatif sumber energi listrik bagi masyarakat, PLTMH memberikan banyak keuntungan terutama bagi masyarakat pedalaman di seluru Indonesia. Disaat sumber energi lain mulai menipis dan memberikan dampak negatif, maka air menjadi sumber energi yang sangat penting karena dapat dijadikan sumber energi pembangkit listrik yang mura dan tidak menimbulkan polusi. Selain itu, Indonesia

kaya akan sumber daya air seingga sangat potensial untuk mem-produksi energi listrik yang banyak. Kabupaten Jayawijaya tela memiliki pembangkit listrik PLN dengan dengan kapasitas terpasang.040 Kw (BPS Kabupaten Jayawijaya, 008). Kondisi saat ini Perusaaan Listrik Negara (PLN) masi belum dapat melayani kebutuan listrik kepada masyarakat selama 4 jam, di wilaya ini PLN menerapkan sistem penggunaan listrik bergilir karena ke-kurangan daya listrik. Padaal masyarakat sangat mendambakan pe-nerangan listrik tersebut. Selama ini masyarakat di sana anya mengguna-kan genset yang dibeli melalui swadaya masyarakat, namun karena keterbatasan sarana dan maalnya biaya trasportasi menyebabkan maalnya baan bakar minyak di wilaya ini. Sumber tenaga air di Distrik Wamena Kabupaten Jayawijaya cukup tersedia untuk dibangun fasilitas pembangkit listrik tenaga mikro idro. Pada distrik tersebut terdapat beberapa sungai yang cukup potensial, diantaranya Sungai Uwe dan Sungai Wesi, pada sungai tersebut terdapat potensi ketersediaan air yang cukup sepanjang taun, debit yang dapat diandalkan, dan memiliki kontur yang sesuai dengan teknis perencanaan untuk dibangun PLTMH. Dengan kenyataan dan kondisi yang demikian, terdapat kemungkinan air yang belum termanfaatkan secara optimal dapat digunakan untuk membangkitkan listrik. Listrik yang diasilkan dapat menamba kebutuan energi listrik bagi masyarakat Kabupaten Jayawijaya, seingga masala kekurangan listrik di daera-daera terpencil di Kabupaten Jayawijaya dapat teratasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetaui potensi Sungai Uwe apabila digunakan sebagai pembangkit listrik tenaga mikro idro. Potensi tersebut meliputi: 1. Mengetaui besar debit andalan yang tersedia pada PLTMH Wamena.. Mengetaui tinggi jatu efektif yang terjadi pada PLTMH Wamena.. Mengetaui potensi daya listrik yang dapat diasilkan PLTMH Wamena. 4. Mengetaui jumla ruma yang akan mendapatkan suplai energi listrik dari PLTMH Wamena TINJAUAN PUSTAKA Analisa Hidrologi Analisa Banjir Rancangan Hidrograf satuan suatu DAS adala suatu limpasan langsung yang diakibatkan ole satu satuan ujan efektif yang terbagi rata dalam waktu dan ruang. Metode penentuan debit banjir rancangan akan dilakukan dengan metode idrograf satuan sintetik Nakayasu. Debit Andalan dengan Tank Model Guna mendapatkan kapasitas PLTMH, tidak terlepas dari per-itungan berapa banyak air yang dapat diandalakan untuk membangkitkan PLTMH. Debit andalan adala debit minimum (terkecil) yang masi dimungkinkan untuk keamanan operasional suatu bangunan air, dalam al ini adala PLTMH. Dasar Model Tangki adala sala satu cara mengitung debit air disuatu tempat dengan cara untuk mengasumsikan daera aliran sungai dengan sejumla tampungan yang digambar-kan dengan sederet tangki. Model ini dikembangkan ole Sugawara. Sebagai conto kita tinjau model berikut ini: Cura Hujan yang jatu pada suatu waktu R (t) akan mengisi tangki paling atas V 1. Air yang tertampung pada tangki V 1 mengalir lewat lubang di dinding kanan atau merembes lewat lubang di dasar tangki dan masuk mengisi tangki V dalam taap kedua.

Hujan evaporasi HI I up I lw CI up CI lw Outflow HII II up H III II lw III CI0 Infiltrasi CII0 CIII 0 CII up CII lw CIII Outflow Outflow Gambar 1. Model Tangki Sumber : Diktat Stroge Fungtion Metod, 1984 Air yang tertampung pada tangki V akan mengalir lewat lubang-lubang di dinding ataupun merembes lewat dasar tangki, dan masuk ke tangki ketiga pada taap ketiga. Proses ini berulang ingga taap selanjutnya. Air yang mengalir lewat dinding tangki akan mengasilkan limpasan, sedangkan yang merembes melewati dasar tangki merupakan infiltrasi. Untuk mendapatkan koefisien perkalian (c) dan ketinggian lubang aliran () yang tepat dapat dilakukan dengan metode trial and error (coba coba). Harga (c) dan () ini di dapatkan dengan membandingkan asil peritungan debit dari Tank model (Q tm ) dengan debit yang tela diobservasi (Q ob ) seperti terliat pada Gambar. Nilai (c) dan () tepat apabila grafik (Q tm ) tela berimpit dengan grafik (Q ob ) (Anonim/Diktat Stroge Fungtion Metod, 1984:40). Gambar. Grafik Hubungan Debit Tank Model Dengan Debit Observasi Sumber : Diktat Stroge Fungtion Metod, 1984 Analisa Hidrolika Bangunan Bendung 1. Lebar Efektif Bendung Lebar efektif bendung di sini adala jarak antar pangkal-pangkal - nya (abutment), menurut kriteria lebar bendung ini diambil sama dengan lebar rata-rata sungai yang stabil atau lebar rata-rata muka air banjir taunan sungai yang bersangkutan atau diambil lebar maksimum bendung tidak lebi dari 1, kali lebar rata-rata sungai pada ruas yang stabil (Anonim/KP-0, 1986:49). Berikut adala persamaan lebar bendung: B e = B (n. K p + K a ). H 1 (1) Dengan: B e = lebar efektif bendung (m). n = jumla pilar. K p = koefisien kontraksi pilar. K a = koefisien kontraksi pangkal bendung. = tinggi energi di atas mercu (m). H 1. Tinggi Muka Air Banjir di Atas Mercu Bendung Persamaan tinggi energi di atas mercu (H 1 ) menggunakan rumus debit bendung dengan mercu bulat, yaitu (Anonim/KP-0, 1986:56): Q = C d. /. (/g) 0,5 /. B e. H 1 () Dengan : Q = debit (m/det) C d = koefisien debit g = percepatan gravitasi (m/det) B e = lebar efektif bendung (m) = tinggi energi di atas mercu (m) H 1

Bangunan Hantar Bangunan antar adala sebua saluran pembawa yang mengantarkan debit kebutuan yang akan dibangkit-kan ole turbin. Dalam perencanaan PLTMH, bangunan antar dibagi menjadi: Bangunan Pengambilan (intake), Trasrack, Bak Penenang dan Pipa Pesat (Penstock). Keilangan Tinggi Tekan Keilangan tinggi tekan merupakan akumulasi dari beberapa keilang-an tinggi tekan yaitu: a. Keilangan tinggi tekan akibat saringan (trasrack) b. Keilangan tinggi tekan akibat pemasukan dan keluaran c. Keilangan tinggi tekan akibat belokan d. Keilangan tinggi akibat gesekan Saluran Pembuang Akir (Tail Race) Saluran bawa (Tile Water Level) adala sebua saluran yang dilalui ole air yang keluar dari turbin air, terus ke sungai. Tinggi TWL tergantung dari debit air yang keluar dari turbin, jenis penampang serta dimensi penampang saluran pembuang. Turbin Air Turbin Air adala turbin dengan air sebagai fluida kerja. Air yang mengalir dari tempat yang lebi tinggi menuju tempat yang lebi renda, al ini air memiliki energi potensial. Dalam proses aliran didalam pipa, energi potensial tersebut berangsur-angsur beruba menjadi energi mekanis, dimana air memutar roda turbin. Roda turbin diubungkan dengan generator yang menguba energi mekanis (gerak) menjadi energi listrik (Arismunandar, 1991:64). Karakteristik Turbin Perbandingan karakteristik turbin dapat kita liat pada grafik ead (m) dengan flow (m /s) berikut ini: Gambar. Grafik Hubungan Head dan Flow Sumber : Patty, O. Tenaga Air. 1995 Generator Generator merupakan suatu alat yang dapat meruba energi gerak (mekanis) menjadi energi listrik. Suatu generator dapat diuraikan lebi lanjut mengenai: klasifikasi generator, daya generator, dan berat generator. Gambar 4. Turbin dan Generator Sumber: ttp://id.wikipedia.org/wiki/turbin_air Peritungan Daya dan Energi Keuntungan suatu proyek Pembangkit Listrik Tenaga Mikroidro ditentukan dari besar daya yang dibangkitkan dan jumla energi yang dibangkitkan tiap taun. Jika tinggi jatu efektif maksimum adala Heff (m), Debit maksimum turbin adala Q (m /dtk), efisiensi dari turbin dan generator masing-masing adala η t dan η g maka daya atau tenaga yang dibangkitkan ole suatu Pembangkit Listrik

Tenaga Mikroidro dapat diitung dengan rumus (Arismunandar, 1991:19). Daya Teoritis = 9,81 x P x Q x H eff (w) () Daya Turbin = 9,81 x ρ x η t x Q x H eff (w) (4) Daya Generator = 9,81 x ρ x η g x η t x Q x H eff (w) (5) Dengan: P = daya yang diasilkan (kw) η t = efisiensi turbin (ppm) η g = efisiensi generator (rpm) ρ = massa jenis air = 1000 (kg/m ) Q = debit pembangkit (m /dtk) H eff = tinggi jatu efektif (m) Kebutuan Listrik Masyarakat Kebutuan listrik masyarakat, kususnya pada program pelistrikan desa sangat dibatasi. Hal ini didasarkan ketersediaan potensi sumber daya air, kemampuan memeliara dan mem-biayai penggunaan listrik, serta besaran biaya pembangunan. Tabel 1. Penggunaan Listrik Pedesaan Keterangan Jumla Daya Jumla Penerangan Lampu 5 titik 5 W 15 W Televisi Warna s/d 17 inci 1 unit 45 W 45 W Kebutuan Minimum Catu Daya per Ruma 170 W Sumber : ttp://bonkadafadli.blogspot.com/01/01/lapor an-asil-analisa-survey-pltm-namo.tml Daya yang dapat digunakan untuk setiap sambungan instalasi ruma ratarata sebesar 170 W. Peng-gunaan listrik masyarakat perdesaan dengan PLTM ini, kusus untuk penerangan digunakan pada malam ari dengan pertimbangan pada siang ari sebagian besar masyarakat bekerja. BAHAN DAN METODE Lokasi Studi Lokasi studi adala wilaya DAS Uwe terletak di Distrik Wamena Kabupaten Jayawijaya Povinsi Papua, dengan luas DAS Uwe adala 57,56 km dan panjang sungai 50 km. Gambar 5. Peta Kabupaten Jayawijaya Sumber : Jayawijaya Dalam Angka 011 Data-Data Yang Dibutukan Data-data penunjang yang digunakan dalam studi pembangkit listrik tenaga mikroidro ini meliputi: 1. Peta Topografi. Data luas DAS. Data Cura Hujan selama 10 taun dari taun 00 sampai dengan taun 011 yang diambil dari Stasiun Hujan Megapura dan Kurulu. 4. Data Klimatologi selama 10 taun dari taun 00 sampai dengan taun 011 yang terdiri dari data penguapan dan data suu udara yang diambil dari Stasiun Meteorologi Wamena. Taapan Perencanaan Taapan dalam merencanakan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) di Distrik Wamena Kabupaten Jayawijaya Provinsi Papua adala sebagai berikut:

1. Analisa Peta Topografi Peta topografi digunakan sebagai dasar untuk perencanaan / desain bangunan PLTMH pada lokasi yang terpili.. Analisa Hidrologi A. Pendugaan Banjir Rancangan Pendugaan banjir rancangan berfungsi untuk menentukan desain bangunan pengambilan. Peritungan debit banjir rancangan dalam perencanaan PLTMH ini dianalisis dengan pendekatan Model Hidrograf Satuan Sintetis (HSS) Nakayasu. B. Debit Andalan Pada perencanaan PLTMH, debit andalan sangat berpengaru pada daya yang akan dikeluarkan. Debit andalan untuk tujuan pusat listrik tenaga air sebesar 90%. Untuk menentukan debit dengan peluang keandalan tertentu (debit andalan) dapat dilakukan dengan pendekatan analisis peluang dengan Metode Weilbull.. Perencanaan Konstruksi Hidromekanikal A. Pipa Pesat 1. Merencanakan panjang pipa yang ditentukan dari bak penenang ke ruma turbin.. Mengitung slope pipa dengan cara membagi beda tinggi dengan panjang pipa.. Mengitung diameter pipa pesat (D) B. Tinggi Jatu Efektif Daya yang mampu diasilkan dari sebua pembangkit listrik mikro idro sangat bergantung dari beberapa variabel sala satunya yaitu tinggi jatu efektif. Untuk mengitung tinggi jatu efektif (H eff ) C. Turbin Menentukan jenis turbin yang akan digunakan. D. Generator Menentukan generator yang akan digunakan. 4. Daya yang dibangkitkan ole PLTMH Mengitung daya yang dibangkitkan. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Uji Konsistensi Data Hujan Data ujan yang diprole perlu diuji tingkat konsistensinya. Hasil pengujian konsistensi data ujan menggunakan lengkung masa ganda dapat diliat pada Gambar 6 8. Gambar 6. Hubungan Kumulatif Hujan Taunan Stasiun Megapura dan Stasiun Kurulu, Stasiun Wamena Gambar 7. Hubungan Kumulatif Hujan Taunan Stasiun Kurulu dan Stasiun Megapura, Stasiun Wamena

Gambar 8. Hubungan Kumulatif Hujan Taunan Stasiun Wamena dan Stasiun Megapura, Stasiun Kurulu. Analisa Banjir Rancangan Metode penentuan debit banjir rancangan akan dilakukan dengan metode idrograf satuan sintetik Nakayasu. Persamaan umum idrograf satuan sintetik adala sebagai berikut: 1 A Re Q p (-6),6 0,0T p T 0.0 Tabel. Debit Banjir Rancangan Sungai Uwe Kala Q Ulang Rencana (Taun) (m /dt) 57.78 5 501.98 10 605.8 5 746.1 50 857.70 100 975.0. Analisa Debit Andalan Dalam perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mikroidro ini metode peritungan debit andalan mengguna-kan metode Tank Model. Peritungan Debit Metode Tank Model Peritungan pendugaan debit aliran Sungai Uwe menggunakan metode Tank Model dengan langka langka yang tela dijelaskan, meng-gunakan trial and error secara berulang ingga diperole asil yang mendekati debit pengukuran observasi. Peritungan debit Sungai Uwe dengan mengunakan metode Tank Model pada taun 00 adala sebagai berikut : Gambar 10. Model Tangki Metode Tank Model (trial and error) dengan parameter data berikut : Kedalaman Tangki 1 = 100 H1 = 70 H = 50 f1 = C1 up = 0,4 f = C1 lw = 0,5 C1 = 0,5 HI HII I up II up H III I lw II lw III Hujan evaporasi CI0 Infiltrasi CII0 CIII 0 CI up CI lw CII up CII lw CIII Outflow Outflow Outflow Kedalaman Tangki = 80 H1 = 50 H = 16,5 f1 = C up = 0,8 f = C lw = 0,5 C = 0,01 Kedalaman Tangki = 60 H1 = 5 H = 5 f1 = C outflow = 0,8 C = 0,11 Luas DAS = 57,560 km = 57.560.000 m Gambar 9. Hidrograf Banjir Rancangan Sungai Uwe Hasil Rekapitulasi Debit Bangkitan Sungai Uwe Taun 00 011 dengan metode Tank Model, dapat diliat pada TabelA berikut:....

Tabel. Rekapitulasi Debit Bangkitan Sungai Uwe Taun 00 011 dengan metode Tank Model No Bulan Debit 00 00 004 005 006 007 008 009 010 011 1 I 1.751 5.1 9.9 10.019 5.151 11.65 8.70 6.807 10.740 7.801 Januari II 8.588 6.948 8.41 8.476 6.954 14.610 5.444 6.86 5.778 8.17 III 5.689 4.961 6.45 6.44 4.96 10.78 1.55 4.708 7.41 6.408 4 I 10.586 4.566 10.605 10.608 4.567 11.064 14.07 8.085.988 10.600 5 Februari II 11.477 9.098 11.475 11.476 9.098 1.01 14.475 11.404 11.81 11.474 6 III 9.87 6.41 9.756 9.871 6.68 11.879 1.49 10.578 8.111 9.870 7 I 1.45 6.89 11.699 1.45 6.85 14.096 8.747 8.498 6.870 1.45 8 Maret II 1.7 1.10 1.14 1.7 1.1 10.40.956 8.4 6.964 1.6 9 III 1.18 8.614 1.659 1.66 8.617 1.98 11.110 4.78 1.175 1.66 10 I 11.75 10.7 1.571 1.57 10.7 11.71 1.0 4.18 1.849 1.57 11 April II 10.95 11.55 11.548 11.548 11.56 8.58 11.185 4.87 15.58 11.548 1 III 6.71 1.17 6.580 6.580 1.17 9.99 1.69 5.41 8.991 6.580 1 I 5.99 5.47 7.01 5.979 8.56 6.7 11.570 4.488 8.914 5.979 14 Mei II 6.669.109 6.90 6.790 5.78 5.77 8.71 4.694 4.158 6.790 15 III 7.117.56 7.1 7.16 6.67 4.77 8.49 5.59.675 7.16 16 I.65.096 5.061.96 5.00.70 5.86 6.106.766.96 17 Juni II.660 5.5 4.854.96 5.56.6 1.010 5.96 4.090.96 18 III.80 8.0 4.169.971 8.48.071 15.47 8.106.60.971 19 I 9.865 5.44 9.584 9.876 5.448.807 7.88 4.964 6.158 9.541 0 Juli II 1.196 5.881 10.99 1.199 5.886.540 4.84 4.756 4.196 9.48 1 III 14.579 7.15 4.955 14.580 7.17.579 5.484 1.101.75.708 I 5.57 4.56 5.58 8.014 4.56 5.700 1.479 7.70.0 4.756 Agustus II 7.488 5.098 4.54 4.10 5.098 11.80 7.065.910.86 4.057 4 III 4.107 6.170 9.0 5.18 6.170 8.580 4.44.410.585 8.99 5 I 8.571 1.76.864 8.577 5.445 6.009 9.185.587.80.859 6 September II 5.69 1.51 4.8 5.660 4.47 9.891 9.980 4.887.890 4.81 7 III 6.848 1.91 5.65 6.850 8.845 1.78 8.080 11.566 5.896 5.8 8 I 9.657.044 5.88 9.84 4.0 1.849 7.164 15.89 6.718 5.09 9 Oktober II 4.87 4.716.84 4.87 4.51 1.48 8.50 15.59 1.5.79 0 III 9.807 4.449.5 9.808 6.718 10.84 11.17 1.714 6.775.01 1 I 1.811 4.11 5.70 1.811 4.18 1.610 8.586 4.1 9.070 5.76 November II 11.84.81.901 11.855 4.5 10.55 9.67.4 4.115.901 III 5.65 4.109 4.459 5.76 5.48 4.4 14.57.055.918 4.459 4 I 5.845 5.018 5.491 6.45 4.17.541 8.94.750.40 5.491 5 Desember II 4.87 5.418 6.909 6.917 4.560.178 11.146.48.074 6.909 6 III 5.18 6.698 10.4 5.98 5.601.85 9.587..766 10.4 Sumber : Hasil Peritungan Peritungan Debit Observasi Sungai Uwe Peritungan Debit Observasi merupakan pengukuran debit secara langsung pada sungai disekitar lokasi tempat perencanaan PLTMH. Peritungan Debit Observasi sangat diperlukan untuk memberikan pertimbangan atau sebagai data pembanding teradap asil peritungan pendugaan debit aliran Sungai Uwe menggunakan metode Tank Model. Selain itu, peritungan debit observasi merupakan kontrol teradap penentuan nilai C pada tangki yang diasusmsikan pada pendugaan debit metode Tank Model, semakin mendekati nilai debit observasi dengan nilai debit pendugaan metode Tank Model maka menunjukan nilai C yang diasumsikan untuk pendugaan metode Tank Model adala tela tepat. Pemaparan peritungan Debit Observasi Sungai Uwe pada Tanggal 17-18 April 01 dapat diliat pada Tabel 4. Dari asil peritungan debit observasi pada tanggal 17 April 01, maka diperole nilai rerata dari debit observasi sebesar 11,17 m /dtk. Sedangkan pada Tabel. diperole nilai rerata dari Debit Bangkitan Sungai Uwe Taun 00 011 pada bulan April II (10 ari ke ), sebesar 10,89 m /dtk. Dengan membandingkan Debit Observasi dan Debit Bangkitan Sungai Uwe Metode Tank Model, maka pendugaan nilai C pada peritungan Debit Bangkitan Sungai Uwe Metode Tank Model adala tela sesuai.

Tabel 4. Debit Observasi Sungai Uwe pada Tanggal 17-18 April 01 WAKTU KECEPATAN RERATA KETINGGIAN MUKA AIR Sumber : Hasil Peritungan Debit Andalan Peritungan debit andalan ini dilakukan dengan persamaan Weibull, untuk keperluan air baku debit andalan yang dipergunakan adala Q 90, atau yang peluang terjadinya adala 90 %. Tabel 5. Debit Andalan Q 90 Sungai Uwe Sumber : Hasil Peritungan LUAS PENAMPANG DEBIT OBSERVASI (m/dtk) (m) (m ) (m /dtk) 07.00 0,56 0,900 18,75 10,54 08.00 0,60 0,900 18,75 11,794 09.00 0,66 0,900 18,75 11,71 10.00 0,615 0,900 18,75 11,510 11.00 0,658 0,900 18,75 1, 1.00 0,671 0,900 18,75 1,567 1.00 0,66 0,900 18,75 11,916 14.00 0,591 0,900 18,75 11,06 15.00 0,69 0,900 18,75 11,957 16.00 0,597 0,900 18,75 11,184 17.00 0,66 0,900 18,75 11,916 18.00 0,610 0,900 18,75 11,48 19.00 0,61 0,900 18,75 11,6 0.00 0,589 0,900 18,75 11,0 1.00 0,6 0,900 18,75 11,67.00 0,487 0,900 18,75 9,111.00 0,54 0,900 18,75 10,168 00.00 0,57 0,900 18,75 10,77 01.00 0,567 0,900 18,75 10,615 0.00 0,550 0,900 18,75 10,90 0.00 0,584 0,900 18,75 10,941 04.00 0,547 0,900 18,75 10,50 05.00 0,578 0,900 18,75 10,819 06.00 0,49 0,900 18,75 9, 07.00 0,6 0,900 18,75 11,67 08.00 0,599 0,900 18,75 11,5 Januari Februari Maret April Mei Juni Bulan Rerata Debit Observasi Q (m/det) Bulan 11,17 Q (m/det) 1,68 1,16,9 Juli 1,94,9,4 1,90 1,8 6,51 Agustus,10 4,75 1,91 1 4,61 1 1,06,05 September 1,5,70 1,61 1,40 1,5,75 Oktober,68,94,7 1,8 1,95 1,66 Nopember,48 1,89,5 1 1,61 1,0,4 Desember 1,8,4 1,64 Dari asil diatas dapat diliat debit andalan Q 90 memiliki debit maksimal sebesar 6,51 m/detik dan debit minimum sebesar 1,06 m/det 4. Bangunan Bendung Bangunan bendung direncanakan dengan tinggi mercu 1.50 m dan lebar sungai rencana 45 m, dengan lebar pintu pembilas m sebanyak satu bua dengan tebal pilar 1 m. Berikut adala data-data yang diperlukan untuk peritungan bendung: nilai K a = 0,1 (pangkal tembok bulat) nilai K p = 0,01 (pilar berujung bulat) elevasi dasar = 1879 m elevasi puncak bendung = 1880,5 m z = 1,0 m g = 9,81 Adapun langka-langka peritungannya adala sebagai berikut: - Penentuan lebar efektif bendung B e = B (n. K p + K a ). H 1 = (45 1 ) ( x 0,01 + 0,1) H 1 = 41 0,4H 1 - Tinggi muka air di atas mercu bendung Q = C d. /. (/g) 0.5 1.5. B e. H 1 857,70 = 1,86 x / x (/ x 9,81) 0.5 x 1.5 (41 0,4H 1 ) x H 1 Dengan cara coba-coba (trial and error) didapat nilai H 1 = 4,851 m, desain bendung dapat diliat pada Gambar 11. 5. Bangunan Pengambilan Bangunan pengambilan terletak di sisi kiri Sungai Uwe, direncanakan dengan konstruksi bangunan dari pasangan batu dilengkapi dengan 1 (satu) bua pintu baja tipe sluice gate, dan saringan atau trasrack. Berikut adala data yang diperlukan untuk peritungan intake: debit desain : Q 90 = 1,06 m /dt lebar intake : 1,40 m (desain) tinggi ambang rencana : 1,00 m koefisien manning (n) : 0,01 (pasangan beton) slope (S) : 0,00 (desain) Hasil desain bangunan pengambilan dapat diliat pada Gambar 1.

6. Saluran Pembawa Bangunan ini (Saluran Pembawa) direncanakan kurang lebi sepanjang 9,5 m dengan membawa debit sebesar 1,06 m /dt. Saluran pembawa direncanakan dengan memakai saluran terbuka dengan geometri saluran berbentuk persegi empat. Dari data-data dan pendekatan yang digunakan maka didapatkan asil peritungan sebagai berikut: lebar saluran pembawa : 1,40 m (desain) koefisien Manning (n) : 0,017 (pasangan batu) slope (S) : 0,0005 (desain) Peritungan dengan menggunakan Q 90, A. Mencari tinggi muka air Penampang berbentuk segi empat dengan rumus debit: Q = V x A --------> V = Q / A V = 1/n. (A/P) /. S 1/ 1,06 1,4 1 = 1 1,4 0,017 1,4 0,0005 0,7 = 1,4 1,4 1,4 Dengan cara coba-coba (trial and error) dapat diketaui kedalaman air, = 1,0 m. Tinggi jagaan direncana dengan tinggi 0,5 m. Jadi tinggi total saluran intake adala 1,0 + 0,5 1,40 m B. Mencari kecepatan air 1,06 V = Q / A = 1,40 1,0 = 0,75 m/dt Hasil detail desain saluran pembawa dapat diliat pada Gambar 1. 7. Bak Penenang (Forebay) Untuk peritungan dimensi bak penenang dibutukan data-data sebagai berikut (peritungan menggunakan debit rencana Q 90 ): Q 90 = 1,06 m /dt B = 4,00 m α = 1,1 L = 6 m Dimensi bak penenang: α Q d c = g B c = 0,0 m 1 1,1 1,06 = 9,81 4 Volume bak penenang = 10 Q90 = 10,60 m V sc = Asc dsc 10,60 = B Ldsc = 4 6dsc = 0,44 m d sc Hasil desain bak penenang (forebay) dapat diliat pada Gambar 14. 8. Pipa Pesat (Penstock) Untuk mendapatkan diameter pipa pesat dapat diitung dengan persamaan sebagai berikut: d =,69 n Q L H 0,1875 dengan: n = 0,009 Q = 1,06 m /dt L = 0,50 m H = 5,07 m d = 0,81 m V = Q/A 1,06 = 1,14 0,81 4 =,06 m/dt Hasil desain pipa pesat (penstock) dapat diliat pada Gambar 15. 9. Saluran Pembuang Akir (Tail Race) Saluran pembuang akir (tail race) direncanakan berbentuk segi empat dari pasangan batu. Kapasitas saluran direncanakan Q 90 = 1,06 m /dt. b = 1,00 m n = 0,017 (pasangan batu) s = 0,014 1

Persamaan Manning: V = 1/n. (A/P) /. S 1/ 1 = 1 b 0,017 b V = 1 7,0 = 1 0,014 7,0 1 Q = V x A 1,06 = V x (b x ) V = 1,06/(1+) 1,06/(1+) = 7,0 1 Dengan cara coba-coba (trial and error) dapat diketaui kedalaman air, = 0,408 m Gambar 11. Desain Bendung Gambar 1. Desain Letak Intake

Gambar 1. Desain Saluran Pembawa Gambar 14. Desain Bak Penenang Gambar 15. Desain Pipa Pesat

10. Peritungan Keilangan Tinggi Tekan a. Keilangan Tinggi Tekan Akibat Akibat Trasrack t s sinα b 4 0,01 s 751,1 0,05 V g 4 0,7 (9,81) s = 0,010 b. Keilangan Tinggi Tekan Akibat Pemasukan V p K g p,06 0,5 0,108 (9,81) p = 0,108 c. Keilangan Tinggi Tekan Akibat Gesekan pada Pipa L V g f d g 14.5 n f 1 D = 0,011 14,5 0,009 1 0,81 0,5,06 g 0,011 0,81 (9,81) g = 0,088 d. Keilangan Tinggi Tekan Akibat Belokan pada Pipa V b Kb g,06 b 0,95 (9,81) b = 0,00 Tabel 6. Total Keilangan Tinggi Tekan Pengaru Q 90 Akibat Trasrack ( s ) 0,010 Akibat Pemasukan ( p ) 0,108 Akibat Gesekan ( g ) 0,088 Akibat Belokan ( b ) 0,00 Total 0,6 Dengan elevasi Muka Air Normal (Normal Water Level) pada bak penenang +1880,95 dan rencana elevasi turbin + 1875,85, maka terdapat beda tinggi (Head Gross) = 5,096 m = 5,1 m. Maka beda tinggi efektif adala beda tinggi (Head Gross) dikurangi dengan total keilangan tinggi tekan = 5,1 0,6 = 4,874 m. 11. Turbin Air Gambar 16. Penentuan Tipe Turbin Berdasarkan Tinggi Jatu dan Debit Desain Dari Gambar 16 diketaui bawa dengan tinggi jatu efektif pada debit Q 90 adala 4,87 meter dan debit desain sebesar 1,06 m /dt, maka dipili Turbin Banki/Crossflow. 1. Kapasitas Daya dan Energi Besarnya daya dan energi yang dibangkitkan ole debit Q 90 sebesar 1,06 m /dt dan tinggi jatu efektif 4,87 m. Efisiensi turbin, η t = 0,77 Efisiensi generator, η g = 0,85 Daya listrik yang dibangkitkan diitung dengan memakai persamaan: P Turbin = 9,81 x Q x H eff x η t = 9,81 x 1,06 x 4.87 x 0,77 = 9,0 kw

P Generator = P Turbin x η g = 9,0 x 0,85 = 1, kw = 1.0 W 1. Jumla Ruma yang Dapat Dilayani Berdasarkan ketersediaan daya yang dibangkitkan melalui PLTMH Wamena ini maka dapat diitung berapa ruma yang akan menerima suplai daya listrik baru, dengan estimasi jumla kebutuan minimum listrik per ruma diwilaya pedesaan sebesar 170 watt, maka peritungan jumla ruma yang akan menerima suplai daya listrik baru adala seebagai berikut: Jumla Ruma = (Daya Hasil Pembangkitan / Kebutuan Minimum Listrik) Jumla Ruma = 1.0 W / 170 W = 18 Ruma 5. Banyaknya ruma yang mendapat suplay daya listrik baru dengan energi listrik yang diasilkan sebesar 1, kw dan kebutuan minimum listrik per ruma sebesar 170 W adala 18 Ruma. DAFTAR PUSTAKA Anonim. 1984. Diktat Stroge Fungtion Metod, Tidak Dipublikasikan Anonim. 011. Jayawijaya Dalam Angka 011, Tidak Dipublikasikan Arismunandar, Artono. 1991. Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik I, PT. Pradnya Paramita. Jakarta Direktorat Jendral Pengairan. 1986. Standar Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-0, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta Montarci, Lily. 010. Hidrologi Praktis. CV. Lubuk Agung. Bandung Patty, O. 1995. Tenaga Air. Erlangga. Jakarta. a KESIMPULAN Berdasarkan asil analisis dan peritungan yang tela dilakukan dengan memperatikan rumusan masala dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Dalam peritungan debit andalan Sungai Uwe menggunakan metode Tank Model, perencanaan PLTMH Wamena menggunakan debit andalan Q90 sebesar 1,06 m /dt.. Klasifikasi turbin berdasarkan tinggi jatu efektif setinggi 4,87 m dan kecepatan spesifik (Ns), maka PLTMH Wamena menggunakan Turbin Banki/Crossflow.. Besarnya daya yang diasilkan dengan debit 1,06 m /dt dan tinggi jatu efektif setinggi 4,87 m adala 9,0 kw. 4. Besarnya energi listrik yang diasilkan dengan debit 1,06 m /dt, sebesar 1, kw.