ENERGI AIR

Energi air adalah energi yang telah dimanfaatkan secara luas di Indonesia yang dalam

skala besar telah digunakan sebagai pembangkit listrik. Beberapa perusahaan di bidang

pertanian bahkan juga memiliki pembangkit listrik sendiri yang bersumber dari energi air. Di

masa mendatang untuk pembangunan pedesaan termasuk industri kecil yang jauh dari

jaringan listrik nasional, energi yang dibangkitkan melalui sistem mikrohidro diperkirakan

akan tumbuh secara pesat.

Potensi air sebagai sumber energi terutama digunakan sebagai penyedia energi listrik

melalui pembangkit listrik tenaga air maupun mikrohidro. Potensi tenaga air di seluruh

Indonesia diperkirakan sebesar 75684 MW. Potensi ini dapat dimanfaatkan untuk pembangkit

tenaga listrik dengan kapasitas 100 MW ke atas dengan jumlah sekitar 800.

Banyaknya sungai dan danau air tawar yang ada di Indonesia merupakan modal awal

untuk pengembangan energi air ini. Namun eksploitasi terhadap sumber energi yang satu ini

juga harus memperhatikan ekosistem lingkungan yang sudah ada.

Pemanfaatan energi air pada dasarnya adalah pemanfaatan energi potensial gravitasi.

Energi mekanik aliran air yang merupakan transformasi dari energi potensial gravitasi

dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin atau kincir. Umumnya turbin digunakan untuk

membangkitkan energi listrik sedangkan kincir untuk pemanfaatan energi mekanik secara

langsung. Pada umumnya untuk mendapatkan energi mekanik aliran air ini, perlu beda tinggi

air yang diciptakan dengan menggunakan bendungan. Akan tetapi dalam menggerakkan

kincir, aliran air pada sungai dapat dimanfaatkan ketika kecepatan alirannya memada.

Pembangkit listrik mikrohidro mengacu pada pembangkit listrik dengan skala di

bawah 100 kW. Banyak daerah pedesaan di Indonesia yang dekat dengan aliran sungai yang

memadai untuk pembangkit listrik pada skala yang demikian. Diharapkan dengan

memanfaatkan potensi yang ada di desa-desa tersebut dapat memenuhi kebutuhan energinya

sendiri dalam mengantisipasi kenaikan biaya energi atau kesulitan jaringan listrik nasional

untuk menjangkaunya.

Energi air yang dimanfaatkan di Indonesia pada umumnya dalam skala yang besar

(PLTA). Ada beberapa kontroversi untuk menggolongkan PLTA sebagai sumber energi

terbarukan, karena dampak negatifnya terhadap kondisi lingkungan. Bendungan besar yang

digunakan dapat memperlambat debit aliran sungai secara signifikan sehingga mempengaruhi

ekosistem sungai. Suplai air untuk keperluan lainnya pun juga terkena dampak. Dalam

konstruksi bendungan yang membutuhkan lahan yang luas seringkali harus mengkonversi

ekosistem di daerah aliran.

Berbeda dengan pemanfaatan energi mikrohidro, sehubungan dengan skala yang tidak

terlalu besar dampak terhadap lingkungan tidak terlalu besar.

Pemanfaatan Energi Air menggunakan Kincir dan Turbin

1. Kincir Air

Pemanfaatan energi air dalam skala kecil dapat berupa penerapan kincir air dan

turbin. Dikenal ada tiga jenis kincir air berdasarkan sistem aliran airnya, yaitu : overshot,

breast-shot, dan under-shot.

Pada kincir overshot, air melalui atas kincir dan kincir berada di bawah aliran air.

Air memutar kincir dan air jatuh ke permukaan lebih rendah. Kincir bergerak searah

jarum jam. Pada kincir breast-shot, kincir diletakkan sejajar dengan aliran air sehingga air

mengalir melalui tengah-tengah kincir. Air memutar kincir berlawanan dengan arah jarum

jam. Pada kincir under-shot, posisi kincir air diletakkan agak ke atas dan sedikit

menyentuh air. Aliran air yang menyentuh kincir menggerakkan kincir sehingga

berlawanan arah dengan jarum jam.

Besar daya yang dapat diberikan aliran air melalui kincir atau turbin dapat

dihitung dengan rumus berikut :

Dimana :

η = efisiensi sistem (-)

σ = berat air persatuan volume (N/m3)

Q = debit air (m3/det)

h = ketinggian permukaan (m)

Bhp = daya yang diberikan aliran air melalui kincir (Watt)

2. Turbin

Turbin Kaplan

Turbin Pelton

Turbin Francis

Turbin Bankie

Bankie turbine merupakan salah satu jenis turbin aliran silang yang

dikembangkan oleh Anthony Michell (Australia), (Hungaria) dan Fritz Ossberger

(Jerman).Berbeda dengan jenis turbin lainnya dengan aliran aksial atau radial, pada

turbin aliran silang air dilewatkan turbin secara tranversal. Seperti pada kincir air

lainnya, air dilewetkan melalui tepi kincir melewati silinder pusat dan keluar melewati

tepi kincir ang berbeda. Ketika air melewati silinder pusat, air dapat membersihkan

silinder dari kotoran dan polusi. Tipe kincir ini mempunyai kecepatan mesin yang

rendah.

Turbin aliran silang (Crossflow) ini biasanya terdiri dari dua turbin yang

mempunyai kapasitas yang berbeda. Kincir turbin mempunyai diameter yang sama

namun mempunyai panjang yang berbeda untuk mempertahankan perbedaan volume

pada tekanan yang sama. Turbin ini biasanya menghasilkan volume rasio 1 : 2.

efisiensi total dari jenis turbin ini lebih rendah jika dibandingkan dengan turbin

kaplan, Francis, dan Pelton. Namun turbin ini mempunyai kurva efisiensi mendatar

dibawah beban yang bervariasi.

PRINSIP MIKROHIDRO

Air dari sungai dibendung, kemudian dialirkan melalui parit. Sebagian air

dialirkan ke dalam bak penampungan dan sebagian lagi di alirkan untuk keperluan

irigasi. Air dalam bak penampungan kemudian di saring dan dialirkan ke dalam bak

penenang. Bak penenang berfungsi untuk menenangkan air agar tidak terjadi

kumparan air yang dapat menyebabkan turbin bekerja tidak efisien. Air dalam bak

penenang kemudian dialirkan melalui pipa-pipa besar yang disebut penstock yang

menuju power house. Di dalam power house terdapat turbin dan generator. Putaran

turbin menyebabkan generator berputar. Di dalam generator energi air yang digerakan

turbin diubah menjadi energi listrik. Untuk menghasilkan tegangan yang tinggi maka

perlu adanya transformator. Salah satu Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro yang

terdapat di Indonesia adalah PLTMH cinta mekar yang berlokasi di Subang, Jawa

Barat.