MAKALAH

PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK

MIKROHIDRO

Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas matakuliah Pembangkit Tenaga Listrik yang

dibina oleh Bapak Mohamad Rodhi Faiz

Oleh :

Akhmad Insya Ansori (110534406810)

Alvin Zuhair (110534406871)

PROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

SEPTEMBER 2011

KATA PENGANTAR

Puji Syukur atas berkat rahmat Allah Yang Maha Kuasa sehingga penulis

dapat menyelesaikan makalah pembangkit tenaga listrik yang berjudul

“Mikrohidro” ini dengan baik dan lancar. Penulisan makalah ini dimaksudkan

sebagai tugas kelompok matakuliah pengantar pendidikan pada semester 5

program studi S1 Pendidikan Teknik Elektro Universitas Negeri Malang. Dalam

Makalah ini penulis membahas dan menyajikan beberapa hal yang berhubungan

dengan teori dasar kurikulum yang dilaksanakan di dunia kerja.

Seiring dengan ucapan syukur, tidak lupa penulis mengucapkan terima

kasih kepada beberapa pihak yang telah membantu, membimbing, dan

memberikan dukungan secara penuh supaya makalah ini bisa selesai dengan

sebaik-baiknya.

Akhirnya penulis menyadari bahwa sekalipun laporan ini telah diupayakan

semaksimal mungkin, namun masih banyak terdapat kekurangan dan kekeliruan

yang tentunya bukan karena kesengajaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan

saran dan kritik yang bersifat konstruktif terhadap karya ini. Semoga karya ini

dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya.

Malang, 1 September 2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Indonesia merupakan Negara yang memiliki topografi pegunungan

yang tersebar hamper diseluruh wilayah. Pada umumnya, pegunungan

berstektur terjal dengan jumlah penduduk yang relatif sedikit sedikit. Kondisi

ini menghambat pembangunan infrastruktur oleh pemerintah atau swasta,

karena biaya dan perawatan tidak berimbang dengan hasil yang didapat. Oleh

karena itu, listrik masih menjadi sesuatu yang mahal bagi masyarakat

pegunungan.

Daerah pegunungan merupakan daerah yang meliliki energi listrik

yang besar dalam bentuk air. Sebagian daerah pegunungan di Indonesia

terdapat sumber mata air yang mengalir melalui sungai-sungai sepanjang

tahun. Aliran sepanjang tahun dan mempunyai ketinggian dapat dimanfaatkan

sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro.

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) merupakan

teknologi yang handal dan ramah lingkungan. Peralatan yang digunakan

relatif sederhana dan mudah dicari. Lahan yang dibutuhkan tidak luas,

sehingga tidak perlu membuka hutan untuk membangun instalasinya.

Pemasangan peralatan dapat disesuaikan dengan kondisi alam yang ada dan

desainnya dapat disesuaikan dengan ketersediaan debit air.

1.2. Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan mikrohidro?

2. Bagaimana prinsip kerja mikrohidro?

3. Apa saja komponen dari mikrohidro?

1.3. Tujuan

1. Mengetahui apa itu mikrohidro

2. Mengetahui prinsip kerja mikrohidro

3. Mengetahui komponen-komponen dari mikrohidro

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Pengertian Mikrohidro

Pembangkitan listrik mikrohidro adalah pembangkitan listrik dihasilkan

oleh generator listrik DC atau AC. Mikrohidro berasal dari kata micro yang

berarti kecil dan hydro artinya air, arti keseluruhan adalah pembangkitan listrik

daya kecil yang digerakkan oleh tenaga air. Tenaga air besaral dari aliran sungai

kecil atau danau yang dibendung dan kemudian dari ketinggian tertentu dan

memiliki debit yang sesuai akan menggerakkan turbin yang dihubungkan

dengan generator listrik.

Generator yang digunakan untuk mikrohidro dirancang mudah untuk

dioperasikan dan dipelihara, didesain menunjang keselamatan, tetapi peralatan

dari listrik akan menjadi berbahaya bila tidak digunakan dengan baik. Beberapa

point dari pedoman ini, instruksinya menunjukan hal yang wajib diperhatikan

dan harus diikuti seperti ditunjukkan berikut ini.

2.2. Sistem Mikrohidro

Sistem mikrohidro dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Terdiri dari

penampung air dalam bentuk bendungan kecil, melalui sebuah pipa yang

ujungnya dipasangkan filter untuk menyaring air sehingga kotoran tidak masuk

ke pipa dan turbin.

Gb 2.1. Sistem pembangkit listrik mikrohidro

Keterangan Gambar 2.1

A. Tangki air dari bendungan

B. Pipa lubang angin

C. Pipa pesat

D. Katup pembuka atau Gate valve

E. Spear valve

F. Generator

G. Turbin

H. Dudukan Turbin

Pipa menuju turbin sering disebut pipa pesat (C), dilengkapi dengan pipa

pernapasan udara (B) gunanya agar udara yang terjebak dalam pipa bisa keluar

dan tidak menghantam sudu- sudu turbin. Katup pembuka (D) dipasang

sebelumturbin, gunanya untuk menutup aliran air ke Turbin, ketika dilakukan

perbaikan berkala pada turbin. Aliran air dari pipa pesat melewati katup spear

(E) untuk mengatur debit air yang masuk ke turbin air (G). Akibat energi

potensial air, sudu-sudu turbin akan memutar poros turbin yang dikopel

langsung dengan generator listrik (F). Generator akan menghasilkan energi

listrik yang siap digunakan untuk berbagai kebutuhan. Air buangan dialiskan ke

saluran pembuangan dan kembali ke sungai.

2.3 Prinsip Kerja PLT Mikrohidro

Pembangkit tenaga listrik mikrohidro pada prinsipnya memanfaatkan beda

ketinggian dan jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air irigasi, sungai

atau air terjun. Aliran air ini akan memutar poros turbin sehingga menghasilkan

energy mekanik. Energy ini selanjutnya menggerakkan generator dan

menghasilkan energy listrik. Pembangunan PLTMH perlu diawalai dengan

pembangunan untuk mengatur aliran air yang akan dimanfaatkan sebagai tenaga

penggerak PLTMH. Bendungan ini dapat berupa bendungan ini dapat berupa

bedungan beton atau bendungan beronjong. Bendungan perlu dilengkapi dengan

pintu air dan saringan sampah untuk mencegah masuknya kotoran atau endapan

lumpur. Bendungan sebaikknya dibangun pada dasar sungai yang stabil dan aman

terhadap banjir.

Di dekat bendungan dibangun bangunan pengambilan (intake). Kemudian

dilanjutkan dengan pembuatan saluran penghantar yang berfungsi mengalirkan air

dari intake. Saluran ini dilengkapi dengan saluran pelimpah pada setiap jarak

tertentu untuk mengeluarkan air yang berlebih. Saluran ini dapat berupa saluran

terbuka atau tertutup. Di ujung saluran pelimpah dibangun kolam pengendap.

Kolam ini berfungsi untuk mengendapkan pasir dan meny aring kotoran sehingga

air yang masuk ke turbin relatif bersih. Saluran ini dibuat dengan memperdalam

dan memperlebar saluran penghantar dan menambahnya dengan saluran penguras.

Kolam penenang (forebay) juga dibangun untuk menenangkan aliran air yang

akan masuk ke turbin dan mengarahkannya masuk ke pipa pesat (penstok).

Saluran ini dibuat dengan konstruksi beton dan berjarak sedekat mungkin ke

rumah turbin untuk menghemat pipa pesat.

Pipa pesat berfungsi mengalirkan air sebelum masuk ke turbin. Dalam

pipa ini, energi potensial air di kolam penenang diubah menjadi energi kinetik

yang akan memutar roda turbin. Biasany a terbuat dari pipa baja yang dirol, lalu

dilas. Untuk sambungan antar pipa digunakan flens. Pipa ini harus didukung oleh

pondasi y ang mampu menahan beban statis dan dinamisnya. Pondasi dan

dudukan ini diusahakan selurus mungkin, karena itu perlu dirancang sesuai

dengan kondisi tanah.

Turbin, generator dan sistem kontrol masing-masing diletakkan dalam

sebuah rumah yang terpisah. Pondasi turbin-generator juga harus dipisahkan dari

pondasi rumahnya. Tujuannya adalah untuk menghindari masalah akibat getaran.

Rumah turbin harus dirancang sedemikian agar memudahkan perawatan dan

pemeriksaan. Setelah keluar dari pipa pesat, air akan memasuki turbin pada bagian

inlet. Di dalamnya terdapat guided vane untuk mengatur pembukaan dan

penutupan turbin serta mengatur jumlah air yang masuk ke runner/blade

(komponen utama turbin). Runner terbuat dari baja dengan kekuatan tarik tinggi

yang dilas pada dua buah piringan sejajar. Aliran air akan memutar runner dan

menghasilkan energi kinetik yang akan memutar poros turbin.

Energi yang timbul akibat putaran poros kemudian ditransmisikan ke

generator. Seluruh sistem ini harus balance. Turbin perlu dilengkapi casing yang

berf ungsi mengarahkan air ke runner. Pada bagian bawah casing terdapat

pengunci turbin. Bantalan (bearing) terdapat pada sebelah kiri dan kanan poros

dan berfungsi untuk meny angga poros agar dapat berputar dengan lancar. Daya

poros dari turbin ini harus ditransmisikan ke generator agar dapat diubah menjadi

energi listrik. Generator yang dapat digunakan pada mikrohidro adalah generator

sinkron dan generator induksi. Sistem transmisi daya ini dapat berupa sistem

transmisi langsung (daya poros langsung dihubungkan dengan poros generator

dengan bantuan kopling), atau sistem transmisi daya tidak langsung, yaitu

menggunakan sabuk atau belt untuk memindahkan daya antara dua poros sejajar.

Keuntungan sistem transmisi langsung adalah lebih kompak, mudah

dirawat, dan efisiensiny a lebih tinggi. Tetapi sumbu poros harus benar-benar

lurus dan putaran poros generator harus sama dengan kecepatan putar poros

turbin. Masalah ketidaklurusan sumbu dapat diatasi dengan bantuan kopling

fleksibel. Gearbox dapat digunakan untuk mengoreksi rasio kecepatan putaran.

Sistem transmisitidak langsung memungkinkan adanya variasi dalam penggunaan

generator secara lebih luas karena kecepatan putar poros generator tidak perlu

sama dengan kecepatan putar poros turbin. Jenis sabuk yang biasadigunakan

untuk PLTMH skala besar adalah jenis flat belt, sedang V-belt digunakan untuk

skala di bawah 20 kW.

Komponen pendukung yang diperlukan pada sistem ini adalah pulley,

bantalan dan kopling. Listrik yang dihasilkan oleh generator dapat langsung

ditransmisikan lewat kabel pada tiang-tiang listrik menuju rumah konsumen.

2.4. Kompoen-komponen PLTMH

Komponen-komponen PLTMH pada dasarnya sama dengan bagian PLTA

secara umum, antara lain:

1. Waduk (reservoir)

Waduk adalah danau yang dibuat untuk membandung sungai untuk

memperoleh air sebanyak mungkin sehingga mencapai elevasi.

2. Bendungan (dam)

Dam berfungsi menutup aliran sungai – sungai sehingga terbentuk

waduk.Tipe bendungan harus memenuhi syarat topografi, geologi dan

syarat lain seperti bentuk serta model bendungan.

Gambar 2.2. Dam

3. Saringan

Saringan ini dipasang didepan pintu pengambilan air, berguna untuk

menyaring kotoran – kotoran atau sampah yang terbawa sehingga air

menjadi bersih dan tidak mengganggu operasi mesin PLTMH.

Gambar 2.3. Saringan

4. Pintu pengambilan air

Pintu Pengambilan Air adalah pintu yang dipasang diujung pipa dan hanya

digunakan saat pipa pesat dikosongkan untuk melaksanakn pembersihan

pipa atau perbaikan.

Gambar 2.4. Pintu pengambilan air

5. Pipa pesat (penstok)

Fungsinya untuk mengalirkan air dari saluran pnghantar atau kolam tando

menuju turbin. Pipa pesat mempunyai posisi kemiringan yang tajam

dengan maksud agar diperoleh kecepatan dan tekanan air yang tinggi

untuk memutar turbin. Konstruksinya harus diperhitungkan agar dapat

menerima tekanan besar yang timbul termasuk tekanan dari pukulan air.

Pipa pesat merupakan bagian yang cukup mahal, untuk itu pemilihan pipa

yang tepat sangat penting.

Gambar 2.5. Penstock

6. Katub utama (main value atau inlet value)

Katub utama dipasang didepan turbin berfungsi untuk membuka aliran air,

Menstart turbin atau menutup aliran (menghentikan turbin). Katup utama

ditutup saat perbaikan turbin atau perbaikan mesin dalam rumah

pembangkit. Pengaturan tekanan air pada katup utama digunakan pompa

hidrolik.

7. Power house

Gedung Sentral merupakan tempat instalasi turbin air,generator, peralatan

Bantu, ruang pemasangan, ruang pemeliharaan dan ruang control.

Beberapa instalasi PLTMH dalam rumah pembangkit adalah :

a. Turbin, merupakan salah satu bagian penting dalam PLTMH yang

menerima energi potensial air dan mengubahnya menjadi putaran

(energi mekanis). Putaran turbin dihubungkan dengan generator untuk

menghasilkan listrik. 

Gambar 2.6. Turbin

b. Generator, generator yang digunakan adalah generator pembangkit

listrik AC. Untuk memilih kemampuan generator dalam menghasilkan

energi listrik disesuaikan dengan perhitungan daya dari data hasil

survei. Kemampuan generator dalam menghasilkan listrik biasanya

dinyatakan dalam VoltAmpere (VA) atau dalam kilo volt Ampere

(kVA).

Gambar 2.7. Generator

c. Penghubung turbin dengan generator, penghubung turbin dengan

generator atau sistem transmisi energi ekanik ini dapat digunakan

sabuk atau puli, roda gerigi atau dihubungkan langsung pada

porosnya.

1) Sabuk atau puli digunakan jika putaran per menit (rpm) turbin

belum memenuhi putaran rotor pada generator, jadi puli berfungsi

untuk menurunkan atau menaikan rpm motor generator.

2) Roda gerigi mempunyai sifat yang sama dengan puli

3) Penghubung langsung pada poros turbin dan generator, jika

putaran turbin sudah lama dengan putaran rotor pada generator.

2.5. Perhitungan Teknis

Potensi daya mikrohidro dapat dihitung dengan persamaan daya:

(P) = 9.8 x Q x Hn x ŋ;

di mana: P = Daya (kW)

Q = debit aliran (m/s)

Hn = Head net (m)

9.8 = konstanta grav itasi

ŋ = efisiensi keseluruhan.

Misalnya, diketahui data di suatu lokasi adalah sebagai berikut:

Q = 300 m3/s2, Hn = 12 m dan h = 0.5. Maka,

besarnya potensi day a (P) adalah:

P = 9.8 x Q x Hn x h

= 9.8 x 300 x 12 x 0.5

= 17 640 W

= 17.64 kW

2.6. Perhitungan Ekonomis

Pembangunan PLT Mikrohidro memerlukan investasi yang relatif besar.

Nilai inv estasi per kW terpasangnya. Komponen biaya awal terdiri dari: biay a

bangunan sipil, biaya fasilitas elektrik dan mekanik serta biay a sistem

pendukung lain. Komponen biaya operasional yaitu: biaya perawatan, biaya

penggantian suku cadang, biaya tenaga kerja (operator) serta biaya lain y ang

digunakan selama pemakaian.

Contoh perhitungan harga listrik per kWh dari PLT Mikrohidro adalah

sebagai berikut. Misalkan, untuk membangun suatu PLTMH dengan kapasitas

terpasang 1 kW, dibutuhkan biay a awal Rp 4 juta. Umur pakai mikrohidro yang

dirancang adalah 10 tahun dengan biaya operasional Rp. 1 Jut/tahun. Sehingga

total biay anya menjadi Rp. 10 Juta. Maka, biaya rata-rata (Rp) per hari adalah:

= Rp. 3836/hari

Biaya (harga) per kWh ditetukan oleh biaya rata-rata per hari dan besarnya

energy listrik dihasilkan perhari (kWh/hari). Energi per hari ini ditentukan oleh

besarnya daya terpasang serta factor daya. Jika diasumsikan factor daya besarnya

12, maka harga energy listrik per kWh adalah:

= Rp. 320/kWh

2.7. Plan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Gb. Ilustrasi plant mikrohidro

Gb. Instlasi pada power house

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro merupakan solusi yang paling

efektif dan efisien khusunya didaerah pegunungan yang belum terjangkau oleh

PLN. Untuk mendapatkan listrik dapat memanfaatkan aliran sungai.

Selain hal tersebut PLT Mikrohidro memiliki keunggulan seperti berikut:

Biaya pembuatan, operasional tidak terlalu mahal tetapi mendapatkan

hasil yang optimal.

Perwatan dari PLT Mikrohidro terbilang lebih mudah dan sederhana.

PLT Mikrohidro merupakan suatu program untuk memanfaatkan sumber

daya alam yang melimpah

DAFTAR PUSTAKA

Amri, Khairul. 2008. Kajian Potens Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Basuki, Kurniawan. 2007. Mengapa Hidro-Mikro?

Arismunandar, A., S. Kuwahara. 2000. Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik

I. bandung: PT. Pradnya Paramita.

http://dreamindonesia.wordpress.com/2011/06/11/panduan-sederhana-

pembangunan-pembangkit-listrik-tenaga-mikro-hidro-pltmh/