5 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH) 5.1. Pengertian PLTMH PLTMH pada prinsipnya sama dengan PLTA (pembangkit listrik tenaga air) seperti Jati Luhur dan Saguling di Jawa Barat. Masyarakat di pedesaan mungkin pernah membuat atau mengenal kincir air yang digunakan untuk membangkitkan listrik yang sebenarnya merupakan sebuah PLTMH yang sangat sederhana. PTLMH dan PLTA hanya merupakan perbedaan nama menurut klasifikasi kapasitas daya atau potensi air yang digunakan. Pembangkit listrik mulai dari urutan yang terendah adalah PLT mikrohidro, mini hidro, small hidro dan hidro. Kebutuhan tenaga listrik di wilayah Kabupaten Sumba Tengah saat ini berasal dari PLN. Sementara itu sebagian besar dari wilayah Kabupaten Sumba Tengah masih banyak yang belum terjangkau oleh jaringan PLN. Dengan pertimbangan ini, maka sangat perlu dibangun atau menambah unit-unit pembangkit listrik baru guna memenuhi kebutuhan masyarakat akan adanya listrik. Mengingat di wilayah Sumba Tengah banyak mempunyai potensi sumber air yang memenuhi syarat sebagai sumber listrik bagi pembangunan PLTMH. 5-1
5.2. Potensi PLTMH di Kabupaten Sumba Tengah Hasil survei pada sebelas lokasi sumber air di wilayah Kabupaten Sumba Tengah terdapat delapan lokasi yang berpotensi untuk dijadikan PLTMH ; satu lokasi sumber air (lokasi Mbewi) tidak memenuhi syarat karena head terlalu rendah dan dua lokasi sumber air ( lokasi Ole ate dan Bola) potensinya sangat kecil. Sedangkan tiga lokasi sumber air merupakan lokasi yang paling prospek karena tidak terlalu jauh dari lokasi pemukiman penduduk. Tiga lokasi tersebut adalah sebagai berikut : 1. Sumber air Wangga Bawah memiliki potensi 8,4 KVA dan Wangga Atas memiliki potensi 17,6 KVA, berlokasi di Desa Padiratana, Kecamatan Umbu Ratu Nggay. Keduanya berdekatan dan bisa diinterkoneksikan antara satu sama lain. Sumber air Wangga Atas bisa memperbesar debit sumber air Wangga Bawah akan memperbesar potensi sumber air Wangga Bawah menjadi 15 KVA. 2. Sumber air Lapopu, Desa Manorara, Kecamatan Katikutana Selatan nemiliki potensi 384 KVA. 3. Sumber air Harangi, Desa Umbu Kawolu, Kecamatan Umbu Ratu Nggay Barat memiliki potensi 11,7 KVA. Secara rinci hasil survei disajikan pada tabel 5.1. Sedangkan peta lokasi potensi terdapat pada lampiran. 5-2
Tabel 5.1. Daftar lokasi sumber air yang berpotensi untuk PLTMH 5-3
Foto 5.1. Sumber air Praikalala, Desa W. Timur, Kec. Mamboro Foto. 5.2. Sumber air Matayangu, Desa Waimanu, Kec. Katikutana Selatan 5-4
Foto. 5.3. Sumber air Harunda, Desa Soru Kec. Umbu Ratu Nggay Foto 5.4. Sumber air Waikapori, Desa Maradesa, Kec. Umbu Ratu Nggay 5-5
Foto 5.5. Sumber air Wangga Bawah, Desa Padiratana, Kec. Umbu Ratu Nggay Foto 5.6. Sumber Air Wangga Atas, Desa Padiratana, Kec. Umbu Ratu Nggay 5-6
Foto 5.7. Sumber air Lapopu, Desa Manorara, Kec. Katikutana Selatan Foto 5.8. Sumber air Waisoka, Desa Ole Ate, Kec. Mamboro 5-7
Foto. 5.9. Sumber Air Bola, Desa W. Wayengu, Kec. Umbu Ratu Nggay Barat Foto 5.10. Sumber Air Harangi, Desa Umbu Kawolu, Kec. Umbu Ratu Nggay Barat 5-8
5.3. Disain Teknis PLTMH Pada prinsipnya perencanaan PLTMH meliputi kapasitas yang dapat dihasilkan dengan potensi yang ada, penentuan lokasi bendungan, saluran/intake, rumah daya dan jaringan listrik ke rumah penduduk. Dimana komponen pembangunannya meliputi bangunan sipil dan peralatan elektrik mekanik. Bangunan sipil terdiri dari bendungan, Intake, saluran pembawa, bak penenang dan pengendap, pipa pesat dan rumah daya. Sedangkan komponen elektrik mekanik adalah turbin, sistem transmisi mekanik dan generator. 5.3.1. Wangga Atas, Desa Padiratana, Kec. Umbu Ratu Nggay Bendungan Pengambilan air dari sumber air Wangga Atas diperlukan bendungan. Fungsi bangunan ini selain dapat menaikkan muka air juga menjamin pasokan air yang direncanakan memasuki intake. Bendungan yang direncanakan berupa bangunan sepanjang 5 m dengan ketinggian 1 m serta lebar pondasi bendungan 0.6 m. Pondasi bendungan dipasang dengan kedalaman 0.6 m dari dasar sungai. Batu kali sangat penting sebagai penguat dan pelindung bangunan. Bangunan ini dilengkapi fasilitas pelimpah dan pintu air yang terletak didekat bangunan intake. 5-9
Intake dan saluran pembawa Rencana bangunan penyadapan air, lebih dikenal sebagai bangunan intake berada pada sisi kanan aliran Sungai Wangga Atas. Struktur intake berupa side intake dari pasangan batu kali (1:2) dengan plesteran semen. Bangunan intake dilengkapi trashrack berupa rangkaian plat besi berbentuk jelusi sebagai penahan dan penyaring sampah serta benda-benda yang tidak diharapkan terbawa bersama aliran air. Intake PLTMH Wangga Atas adalah 1.2 m x 1 m. Air yang melewati intake langsung masuk melalui saluran ke bak penenang. Bak Pengendap dan Penenang Bak penenang (forebay) berupa pasangan batu kali (1:2) terdiri dari bak pengendap (settling basin), saluran pelimpah (spillway), trasharck dan bak penenang sendiri. Bangunan ini sering kali dikenal dengan istilah head tank, sebagai reservoar air yang terletak pada sisi atas untuk dialirkan ke unit turbin yang terletak di bagian bawah. Beda tinggi jatuhan air ini yang dikenal sebagai head. Bangunan bak penenang berukuran 4 m x 2 m dengan kedalaman bervariasi antara 1,2 m 1,5 m. Pada sisi pipa pesat (penstock}, struktur pondasi (anchor block) yang menyatu dengan bak penenang berupa coran beton. Fasilitas saluran pelimpah pada bak penenang akan mengalirkan air berlebih menuju ke Sungai Wangga Bawah. 5-10
Struktur saluran pelimpah berupa pasangan batu kali. Sebagai finishing adalah lapisan plester semen pada bagian sisi dalam saluran pelimpah untuk mencegah rembesan. Penstok Proses konversi energi dari energi potensial hidrolik menjadi energi kinetik yang akan dirubah menjadi energi mekanik oleh unit turbin terjadi melalui pemanfaatan potensi air yang berkumpul di bak penenang (head tank). Air dari bak penenang mengalir melalui pipa pesat menuju turbin yang terdapat di dalam rumah pembangkit. Penstock yang diperlukan pada perencanaan PLTMH menggunakan besi plat mild steel 5 mm yang di-roll dan dilas ditempat. Penstock sepanjang 47 m dengan diameter 39 cm akan diperkuat struktur pondasi (anchor block) berupa coran beton tumbuk. Pada bagian ujung penstock dilengkapi expansion joint. Sebagai finishing, permukaan luar penstock dicat untuk melindungi terhadap karat. Rumah Pembangkit Rumah pembangkit merupakan tempat peralatan elekromekanik terpasang, Unit turbin beserta sistem transmisi mekanik, generator, panel kontrol, dan ballast load (dummy load) terpasang di dalam bangunan ini. Rumah pembangkit berukuran 5-11
4 m x 6 m ini adalah bangunan permanen pasangan bata dengan plesteran semen. Pondasi rumah pembangkit berupa pasangan batu kali dengan lantai menggunakan keramik. Bagian lantai rumah pembangkit diperkuat struktur coran beton bertulang sekaligus sebagai pondasi dudukan unit turbin. Bagian bawah lantai rumah pembangkit terhubung dengan saluran pembuangan air (tail race) menuju Sungai Wangga Bawah. Turbin Pemilihan jenis turbin tenaga air bergantung pada head dan debit air. Untuk daerah pegunungan yang memiliki ketinggian rendah dengan debit besar jenis turbin low head lebih cocok digunakan sedangkan di daerah datar dengan debit air yang besar dapat menggunakan jenis turbin tubular, bulb, kaplan dan propeller. Petunjuk umum pemilihan jenis turbin untuk pembangkit listrik mini-mikrohidro berdasarkan ketinggian terlihat pada Tabel 5-2. Turbin yang direncanakan pada sistem PLTMH Wangga Atas direkomendasikan mengunakan turbin jenis Cross flow 1 unit. Efisiensi turbin dapat mencapai 75%. Diameter runner turbin yang digunakan 45 mm 622 rpm. Daya keluaran poros turbin pada debit 0.068 m 3 /s dan net head 22 m adalah 11 kw dengan total daya 10 kw yang akan ditransmisikan ke generator. 5-12
Tabel 5.2. Pemilihan jenis turbin untuk PLTMH Ketinggian Air Debit Kapasitas (M) (M 3 /detik) (KW) Jenis Turbin 0.5 10 - - Simple wood and metal wheel 0.5 12 0.05 8 - Scheider Hydro Engine 2 50 2 15 1.25 25 3 20 1.5 40 3 25-50 5000 150 3500 Axial Flow a. Straflo b. Tubular c. Bulb 1 70 3 40 - Kaplan 8 300 0.3 20 500 5000 Francis 45 300 1 8 - Turgo 1 200 0.03 9 50 1000 Cross Flow, Banki, Mitchel or Obserger 45 1000 0.06 3 100 5000 Pelton Sumber : (Kudip, 2002) Generator Transmisi mekanik yang digunakan adalah type flat belt yang dikopel langsung ke Generator. Generator secara umum ada dua jenis generator yang digunakan pada PLTMH, yaitu generator sinkron dan generator induksi. 5-13
a. Generator Sinkron Generator sinkron bekerja pada kecepatan yang berubah-ubah. Untuk dapat menjaga agar kecepatan generator tetap, digunakan speed governor elektronik. Generator jenis ini dapat digunakan secara langsung dan tidak membutuhkan jaringan listrik lain sebagai penggerak awal. Sangat cocok digunakan di desa terpencil dengan sistem isolasi (Modak, 2002). b. Generator Induksi Pada generator jenis induksi tidak diperlukan sistem pengaturan tegangan dan kecepatan. Namun demikian, jenis generator ini tidak dapat bekerja sendiri karena memerlukan suatu sistem jaringan listrik sebagai penggerak awal (Modak, 2002). Generator jenis ini lebih cocok digunakan untuk daerah yang telah dilalui jaringan listrik (Grid System). 5.3.2. Wangga Bawah, Desa Padiratana Kec. Umbu Ratu Nggay Bendungan Bendungan yang direncanakan berupa bangunan sepanjang 12 m dengan ketinggian 1 m serta lebar pondasi bendungan 0.6 m. Pondasi bendungan dipasang dengan kedalaman 0.6 m dari dasar sungai. Batu kali sangat penting sebagai penguat dan pelindung bangunan. Bangunan ini dilengkapi fasilitas pelimpah 5-14
dan pintu air yang terletak didekat bangunan intake. Intake dan saluran pembawa Rencana bangunan penyadapan air (intake), berada pada sisi kanan aliran Sungai Wangga Bawah. Struktur intake berupa side intake dari pasangan batu kali (1:2) dengan plesteran semen. Bangunan intake dilengkapi trashrack berupa rangkaian plat besi berbentuk jelusi sebagai penahan dan penyaring sampah serta benda-benda yang tidak diharapkan terbawa bersama aliran air. Intake PLTMH Wangga Bawah adalah 1.2 m x 1 m. Air yang melewati intake langsung masuk melalui saluran ke bak penenang. Bak Pengendap dan Penenang Bak penenang (forebay) berupa pasangan batu kali (1:2) terdiri dari bak pengendap (settling basin), saluran pelimpah (spillway), trasharck dan bak penenang sendiri. Bangunan bak penenang berukuran 4 m x 2 m dengan kedalaman bervariasi antara 1,2 m 1,5 m. Pada sisi pipa pesat (penstock}, struktur pondasi (anchor block) yang menyatu dengan bak penenang berupa coran beton. Struktur saluran pelimpah berupa pasangan batu kali. Sebagai finishing adalah lapisan plester semen pada bagian sisi dalam saluran pelimpah untuk mencegah rembesan. 5-15
Penstok Penstock menggunakan besi plat mild steel 5 mm yang di-roll dan dilas ditempat. Penstock sepanjang 28 m dengan diameter 39 cm akan diperkuat struktur pondasi (anchor block) berupa coran beton tumbuk. Pada bagian ujung penstock dilengkapi expansion joint. Sebagai finishing, permukaan luar penstock dicat untuk melindungi terhadap karat. Rumah Pembangkit Rumah pembangkit berukuran 4 m x 6 m ini adalah bangunan permanen pasangan bata dengan plesteran semen. Pondasi rumah pembangkit berupa pasangan batu kali dengan lantai menggunakan keramik. Bagian lantai rumah pembangkit diperkuat struktur coran beton bertulang sekaligus sebagai pondasi dudukan unit turbin. Turbin Jenis turbin yang cocok digunakan pada lokasi Wangga Bawah menggunakan jenis cross flow. Generator Transmisi mekanik yang digunakan adalah type flat belt yang dikopel langsung ke Generator. Sedangkan generator yang dipakai menggunakan generator sinkron untuk menjaga agar 5-16
kecepatan generator tetap, digunakan speed governor elektronik. 5.3.3. Lapopu, Desa Manorara, Kec. Katikutana Selatan Bendungan Bendungan yang direncanakan berupa bangunan sepanjang 60 m dengan ketinggian 2 m serta lebar pondasi bendungan 1 m. Pondasi bendungan dipasang dengan kedalaman 1 m dari dasar sungai. Batu kali sangat penting sebagai penguat dan pelindung bangunan. Bangunan ini dilengkapi fasilitas pelimpah dan pintu air yang terletak didekat bangunan intake. Intake dan saluran pembawa Struktur intake berupa side intake dari pasangan batu kali (1:2) dengan plesteran semen. Bangunan intake dilengkapi trashrack berupa rangkaian plat besi berbentuk jelusi sebagai penahan dan penyaring sampah serta benda-benda yang tidak diharapkan terbawa bersama aliran air. Intake PLTMH Lapopu adalah 3 m x 2 m. Air yang melewati intake langsung masuk melalui saluran ke bak penenang. Bak Pengendap dan Penenang Bak penenang berupa pasangan batu kali (1:2) terdiri dari bak pengendap, saluran pelimpah, trasharck dan bak penenang 5-17
sendiri. Bangunan bak penenang berukuran 6 m x 3 m dengan kedalaman bervariasi antara 1,5 m 2 m. Pada sisi pipa pesat (penstock}, struktur pondasi (anchor block) yang menyatu dengan bak penenang berupa coran beton. Struktur saluran pelimpah berupa pasangan batu kali. Sebagai finishing adalah lapisan plester semen pada bagian sisi dalam saluran pelimpah untuk mencegah rembesan. Penstok Penstock sepanjang 66 m akan diperkuat struktur pondasi (anchor block) berupa coran beton tumbuk. Pada bagian ujung penstock dilengkapi expansion joint. Sebagai finishing, permukaan luar penstock dicat untuk melindungi terhadap karat. Rumah Pembangkit Rumah pembangkit berukuran 4 m x 6 m ini adalah bangunan permanen pasangan bata dengan plesteran semen. Pondasi rumah pembangkit berupa pasangan batu kali dengan lantai menggunakan keramik. Bagian lantai rumah pembangkit diperkuat struktur coran beton bertulang sekaligus sebagai pondasi dudukan unit turbin. 5-18
Turbin Jenis turbin yang cocok digunakan pada lokasi Lapopu menggunakan jenis cross flow Generator Transmisi mekanik yang digunakan adalah type flat belt yang dikopel langsung ke Generator. Sedangkan generator yang dipakai menggunakan generator sinkron untuk menjaga agar kecepatan generator tetap, digunakan speed governor elektronik. 5.3.4. Harangi, Desa Umbu Kawolu, Kec. Umbu Ratu Nggay Barat Bendungan Bendungan yang direncanakan berupa bangunan sepanjang 70 m dengan ketinggian 2 m serta lebar pondasi bendungan 1 m. Pondasi bendungan dipasang dengan kedalaman 1 m dari dasar sungai. Batu kali sangat penting sebagai penguat dan pelindung bangunan. Bangunan ini dilengkapi fasilitas pelimpah dan pintu air yang terletak didekat bangunan intake. Intake dan saluran pembawa Struktur intake berupa side intake dari pasangan batu kali (1:2) dengan plesteran semen. Bangunan intake dilengkapi trashrack berupa rangkaian plat besi berbentuk jelusi sebagai penahan 5-19
dan penyaring sampah serta benda-benda yang tidak diharapkan terbawa bersama aliran air. Intake PLTMH Harangi adalah 1,2 m x 1 m. Air yang melewati intake langsung masuk melalui saluran ke bak penenang. Bak Pengendap dan Penenang Bak penenang berupa pasangan batu kali (1:2) terdiri dari bak pengendap, saluran pelimpah, trasharck dan bak penenang sendiri. Bangunan bak penenang berukuran 4 m x 3 m dengan kedalaman bervariasi antara 1,5 m 2 m. Pada sisi pipa pesat (penstock}, struktur pondasi (anchor block) yang menyatu dengan bak penenang berupa coran beton. Struktur saluran pelimpah berupa pasangan batu kali. Sebagai finishing adalah lapisan plester semen pada bagian sisi dalam saluran pelimpah untuk mencegah rembesan. Penstok Penstock sepanjang 61 m akan diperkuat struktur pondasi (anchor block) berupa coran beton tumbuk. Pada bagian ujung penstock dilengkapi expansion joint. Sebagai finishing, permukaan luar penstock dicat untuk melindungi terhadap karat. Rumah Pembangkit Rumah pembangkit berukuran 4 m x 6 m ini adalah bangunan 5-20
permanen pasangan bata dengan plesteran semen. Pondasi rumah pembangkit berupa pasangan batu kali dengan lantai menggunakan keramik. Bagian lantai rumah pembangkit diperkuat struktur coran beton bertulang sekaligus sebagai pondasi dudukan unit turbin. Turbin Jenis turbin yang cocok digunakan pada lokasi Lapopu menggunakan jenis cross flow Generator Transmisi mekanik yang digunakan adalah type flat belt yang dikopel langsung ke Generator. Sedangkan generator yang dipakai menggunakan generator sinkron untuk menjaga agar kecepatan generator tetap, digunakan speed governor elektronik. lampiran. Semua tata letak dan skema komponen PLTMH terdapat pada 5.4. Rencana Anggaran Biaya (RAB) Biaya rencana pembangunan PLTMH disusun berdasarkan data harga material yang disesuaikan dengan lokasi. Informasi harga diperoleh melalui Daftar Harga Satuan Pekerjaan di 5-21
Kabupaten Sumba Tengah dilengkapi wawancara dengan penduduk setempat. Penyediaan material lokal seperti batu, pasir dan tenaga kerja (gotong royong) diasumsikan sebagai harga material dan upah setempat. Penyusunan unit biaya dibuat berdasarkan standar pekerjaan umum. Rencana Anggaran Maya untuk pembangunan PLTMH ini serta rekapitulasinya dapat dilihat pada lampiran. 5-22