Prosiding Seminar Nasional Daur Bahan Bakar 2009

Serpong, 13 Oktober 2009ISSN 1693-4687

Implementasi Teknologi Pembangkit ListrikTenaga Mikro Hidro Kapasitas 30 kW di desaCibunar Kabupaten Tasikmalaya Jawa Barat

Anjar Susatyo , Ridwan Arief SubektiPuslit Tenaga Listrik dan Mekatronik - LIPI

Gambar l.Diagram blok pembangkit listrik tenaga mikrohidro.

Keyword : Renewable energy, implementation, micro hydro,electric power station, water turbine

I. PENDAHULUAN

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH)adalah suatu sistem pembangkit listrik yang dapat

mengubah potensi air dengan ketinggian dan debit

tertentu menjadi tenaga listrik, dengan menggunakanturbin air dan generator [1-5].

trial-nll1 and training society about operation and managementof PLTMH are peiformed. This Training is addressed to thesociety in order to be able to manage, operate and maintain thePLTMH system. This implementation result is a PLTMH havingcapacities 30 k Watt fit/filling requirement of electricity foraround 54families (KK). The turbine type selected is Cross flowwith head of20 meter and water flow rate of 300 liter / second.

...... (1)P = g.H.Q (kW)

dimana :

P = daya teoritis yang dikeluarkan (kW)H = tinggi jatuh air efektif (m)

Q = debit air (m3/s)g = gravitasi (m/s2)

Prinsip Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Sistem PL TMH secara umum sama persis dengan

PLTA pada umumnya. Namun, yang membedakan adalahdaerah kerja sistem pembangkit listrik tersebut. PL TMHdapat memanfaatkan sumber air yang tidak terlalu besar.

Tidak seperti PL TA, dengan atau tanpa reservoir punPL TMH dapat beroperasi, karena dapat memanfaatkanpotensi air yang kecil[5] .

Daya (power) yang dihasilkan dapat dihitungberdasarkan persamaan sebagai. berikut [3] :

ABSTRACT - TECHNOLOGI IMPLEMENTATION OF30 kW MICRO HYDRO POWER STATION IN CIBUNAR

VILLAGE, TASIKMALAYA, WEST JAVA. Micro Hydro PowerStation (PLTMH) represents power system station of waterpower capacities below 100 KW. LIPI as one of the governmentresearch institution trying to implement one of the result of itsresearch that is development of Micro Hydro Power Station(PLTMH). The purpose of development of this Micro HydroPower Station is to race economical zones which not yet beensupplied by electricity considering the areas potency in the fieldof water utilization. The method development activity of thisPLTMH envelops location survey, feasibility study, planning,preparation of system, training and development and alsosocialization. The survey activity was done to get a location thatreally requiring electricity and it truly has potency of energythat is able to yield electricity. Hence, the planning and thedevelopment of PLTMH system were carried out. This

Development consists of reservoir, penstock, PLTMH system,civil building and electrical network. After all systems are set,

ABSTRAK -- IMPLEMENT ASI TEKNOLOGIPEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDROKAPASITAS 30 kW DI DESA CIBUNAR KABUPATEN

TASIKMALA YA JAW A BARA T. Pembangkit Listrik TenagaMilcro Hidro (PL TMH) merupakan sistem pembangkit listriktenaga air kapasitas dibawah 100 KW. LIPI sebagai salah satulembaga riset pemerintah mencoba mengimplementasikan salahsatu hasil penelitiannya yaitu pembangunan PL TMH. Adapuntujuan dari pembangunan PLTMH ini adalah untuk memacuperekonomian daerah-daerah yang belum teraliri oleh listrikmengingat potensi tenaga air yang dimiliki oleh daerah tersebut.Metode kegiatan pembangunan PLTMH ini meliputi surveylokasi, studi kelayakan, perencanaan, persiapan sistem,pembangunan dan pelatihan serta sosialisasi. Kegiatan surveydilakukan untuk mendapatkan lokasi yang benar-benarmembutuhkan listrik dan memang mempunyai potensi energiyang dapat menghasilkan listrik. Selanjutnya dilakukanperencanaan dan pembangunan sistem PLTMH. Pembangunanini meliputi pembuatan bak penampungan, pipa penstok, sistemPL TMH , bangunan sipil dan jaringan listrik. Setelah semuasistem dibangun, dilakukan uji cob a dan pelatihan padamasyarakat tentang pengoperasian dan pengelolaan PL TMH.Pelatihan ini ditujukan agar masyarakat mampu mengelola,mengoperasikan dan pemeliharaan sistem PL TMH tersebut.Hasil dari implementasi ini adalah sebuah PLTMH dengankapasitas daya 30 kWatt yang memenuhi kebutuhan listriksebanyak 54 KK. Adapun turbin yang digunakan adalah turbinCrossflow dengan head 20 meter dan debit air 300 liter/detik.

Kata Kunci : Energi terbarukan, implementasi, mikro hidro,pembangkit tenaga listrik, turbin air

C-22

Prosiding Seminar Nasional Daur Bahan Bakar 2009Serpong, 13 Oktoher 2009

ISSN 1693-4687

Gambar 2. Grafik hubungan debit (Q), beban, dan putaran (0)13].

Hubungan antara debit air (Q), beban, dan putaran (n)

dapat dilihat pada grafik di bawah ini :

Keuntungan dan Manfaat :

Kebutuhan akan tenaga listrik selalu meningkat daritahun ke tahun hampir di seluruh negara. Khusus diIndonesia, ketersediaan pembangkit listrik masih sangatkurang. Hal ini dapat dilihat dari banyaknya daerah yangbelum teraliri listrik [1,2,5]. Karena potensi air diIndonesia sang at besar, maka suatu pembangkit listrikdapat dibuat guna mencukupi kebutuhan listrik di daerahpedesaan.

PL TMH memiliki beberapa keuntungan yangmembuatnya menjadi pilihan, di antaranya adalah sebagaiberikut [5]:• Tenaga penggerak PLTMH tidak akan habis atau

berubah menjadi bentuk lain.

• Biaya pengoperasian dan pemeliharaannya murah.• Pengoperasiannya dapat dihentikan setiap saat tanpa

melalui prosedur yang rumit.• Sistemnya sangat sederhana dan memiliki

ketangguhan yang baik, sehingga dapat diandalkan.• Tidak memberikan dampak yang besar terhadap

ekologi di sekitamya.Dalam pembangunan PLTMH untuk pelistrikan desa

ban yak faktor yang harus diperhatikan agar pembangunantersebut dapat dimanfaatkan secara optimal dan tidak sia­sia. Faktor tersebut di antaranya didasarkan pada studikelayakan sebagai kelanjutan studi terhadap potensi alamdan sumber daya setempat. Keakuratan kajian data hasilstudi kelayakan akan menentukan keberhasilanpembangunan PLTMH. Studi kelayakan dan enginee.'ingdesign ini meliputi desain teknis bangunan sipil dansistem elektro-mekanikal, sistem kontrol, serta sistemtransmisi dan distribusi hingga analisis finansial dandesain penyiapan kelembagaan PLTMH. Desain teknisini harus dilakukan secara tepat akurat, denganmenerapkan teknologi yang telah teruji agar pembangkitlistrik mempunyai kehandalan yang baik. Setelah tahapantersebut selesai dilakukan, mengingat potensi PL TMHkhususnya pada saluran sungai di Indonesia sangat besardan manfaat dari PL TMH dapat dijadikan salah sebagaisatu faktor pemicu bagi pengembangan masyarakatsetempat, maka teknologi PL TMH beserta seluruh aspek

Beban 01 > 02 > 03 > 04 > 05

~.~ °2'" °3

°4°5

Putaran

sosial ekonominya perlu dipahami dengan baik olehsumber daya lokal di daerah. Dengan demikian pascaimplementasi fisik PLTMH perlu dilakukan alihteknologi dan transfer pengalaman di berbagai aspekyang berkaitan dengan PLTMH.

Sebagai salah satu penerapan hasil penelitian yangtelah dilakukan perlu dilakukan implementasi hasilpenelitian dan pengembangan turbin air untuk dapatdimanfaatkan langsung oleh masyarakat. Untuk itu,dilakukan implementasi hasil litbang di daerah yangmempunyai potensi energi air cukup memadai. DiKabupaten Tasikmalaya khususnya di Desa CibunarKecamatan Pagerageung dipilih mempunyai potensienergi air yang dapat dimanfaatkan sebagai PL TMH.

Berkaitan dengan program pembangunan pedesaan,efek lanjut pengembangan PL 1MH seharusnya dapatmendorong pemberdayaan masyarakat. Dalam hal iniperlu diupayakan agar muncul swadaya masyarakat didalam komponen pembiayaan. Bantuan bersubsidi penuhidealnya hanya digunakan pad a kondisi tertentu.Besamya kontribusi masyarakat dalam pembangunanPL TMH juga akan semakin meningkatkan rasa memilikiterhadap sarana yang dibangun. Rasa memiliki ini padaakhimya dapat meningkatkan partisipasi dari masyarakat.

II. METODOLOGI

Untuk mencapai tujuan kegiatan ini dilakukan tahapansebagai berikut:

• Survey lokasiKegiatan ini bertujuan mendapatkan data secara detaildaerah yang mempunyai potensi energi yang bisadibangun sistem PLTMH dan sangat membutuhkan.

• Studi kelayakanKegiatan ini dilakukan untuk meneliti aspek teknis,sosial dan lingkungan atas dampak kegiatan ini.

• Perencanaan

Kegiatan ini merupakan kegiatan untuk menyiapkankegiatan pembangunan sistem PLTMH yang akandibangun yang meliputi jenis turbin, sistem yangcocok, pereneanaan bangunan sipil dan pereneanaanjaringan listrik.

• Persia pan sistemKegiatan ini dilakukan agar pada saat kegiatan dilokasi dapat berjalan lanear. Kegiatan ini meliputikegiatan pembuatan sistem PLTMH, persiapan bahandan persiapan personil dilapangan.

• Implementasi dan pembangunanKegiatan ini merupakan pemasangan danpembangunan seluruh sistem PLTMH dilapangan/lokasi.

• Pelatihan dan sosialisasi

Kegiatan ini merupakan kegiatan pengenalan padamasyarakat umum tentang sistem PL TMH.

Selanjutnya tahapan pembangunan PL TMH dapatdilihat pada gambaI' di bawah ini.

C-23

Prosiding Seminar Nasional Daur Bahan Bakar 2009Serpong, 13Oktober 2009

ISSN 1693-4687

TAHAP PENGEMBANGAN/PEMBANGUNAN PLTMH

I NON TEKNIS ITEKNIS

meter, turbin yang cocok digunakan adalah turbin jenisCrossjlow. Selanjutnya hasil rancangan turbin sertabangunan sipilnya dapat dilihat dalam tabel di bawah ini:

TABELI. HASILPERENCANAANPLTMHPGTENSI PASAR

LAYAK SECARA80510 EKONOMI

PERENCANAAN

PEMBANGUNAN,PEMBIAYAAN, DAN

PENGELOLAAN

PEMBENTUKANBADAN

PENGELOLA

POTENSI ALAM

LAYAKSECARATEKNIS

DESAIN TEKNIS

FISIK PLTMH DANINSTALASIJARINGAN

JenisTurbin CrossflowDiameterRwmer

400mmLebarRunner

200mmPutaranTurbin

300rpmDavaOutput

30kWDiameterPipaPenstock

12"Panian!!PipaPenstock

90meterSaluranPembawa

80mBakPenenan!!

3mx2mx 1,5mPower House

3mx 4mSaluranBuan!!

3mJarakDusatbeban

IkMJumlahKonsumen

54KK

Gambar3. Diagramtahapanpembangunanpembangkitlistrik tenagamikrohidro.

• Studi Kelayakan

Dengan adanya PLTMH ini diharapkan dapat memacuperokonomian masyarakat desa Cibunar, Tasikmalaya,Jawa Barat, karena selama ini listrik belum tersediasedangkan ban yak aspek ekonomi yang dapatdikembangkan salah satunya adalah pengolahan daun teh.Sebelum PLTMH hadir, warga hanya menjual daun tehtanpa diproses terlebih dahulu, sehingga menyebabkanharga jualnya lebih rendah.

• Perencanaan, Persiapan Sistem dan ImplementasiPembangunan PL TMH

Dari kegiatan survey yang telah dilakukan, dapatdiketahui bahwa head yang tersedia adalah 20 meterdengan debit air yang ada sebesar 300 liter/detik. Untukmengukur head digunakan Global Positioning System IGPS, sedangkan untuk mengukur debit air yang mengalirdigunakan suatu alatjlow meter. Berdasarkan perhitungandaya (power) dari persamaan (1) diperoleh daya 30 kWdengan effisiensi turbin sebesar 55 %. Untuk head 20

III. PELAKSANAANKEGIATAN

• Survey Lokasi

Berdasarkan survey yang telah dilakukan, maka lokasipembangunan PLTMH adalah di sungai Ciwalen yangberjarak 1 km dari pus at rumah warga. Tempat tersebutmerupakan tempat yang ideal untuk dibangunnyaPLTMH karena memiliki potensi listrik yang baik dimana memiliki debit air yang besar serta head ketinggianair yang cukup. Selain itu, temp at tersebut juga mudahdicapai, tidak terlalu jauh dari perkampungan warga,sehingga akan lebih mudah dalam pengoperasian danpengawasannya.

I. Potensi air sungai Ciwalen dapat membangkitkandaya listrik sebesar 30 kW dengan menggunakanturbin Crossjlow.

2. Dengan adanya listrik masuk desa tersebut dapatmenerangi sebanyak 54 kepala keluarga di DesaCibunar Tasikmalaya Jawa Barat.

3. Kelebihan daya listrik dari sistem PLTMH tersebutdapat digunakan untuk pengeringan teh gunameningkatkan perekonomian masyarakat setempatyang saat ini sedang direncanakan oleh PuslitTelimek LIPI.

4. Dengan adanya PLTMH memberikan dampakpositif terhadap berbagai kegiatan masyarakat,sehingga layak untuk dikembangkan.

IV. KESIMPULAN

• Pelatihan dan Sosialisasi

PLTMH ini akan dikelola dan dioperasikan oleh wargalokal, sehingga dibutuhkan tenaga lokal yang handaluntuk mengoperasikan dan merawat PLTMH tersebut.Pelatihan merupakan yang hal penting dalammempersiapkan tenaga lokal yang hand a\. Dalampelatihan dikenalkan kepada masyarakat umum ten tangsistem PLTMH termasuk penanganan listrik rumahtangga, sedangkan untuk pelatihan operator dan teknisikhusus meliputi kegiatan :

• Pelatihan perbaikan sistem PLTMH secaraperiodik

• Pelatihan perbaikan ringan sistem PLTMH• Pelatihan sistem pengelolaan PLTMHSebagai pengelola dari sistem PL TMH tersebut telah di

bentuk koperasi dengan nama "Koperasi Jaga Amanah".

Dari kegiatan implementasi teknologi PL TMHkapasitas 30 kW di Desa Cibunar KabupatenTasikmalaya Jawa Barat yang telah dilakukan dapatdisimpulkan sebagai berikut:

UCAPANTERIMAKASIH

Terima kasih yang sebesarnya-besarnya diucapkankepada lembaga donor WAITRO dan ICESCO yang telahmemberikan bantuan dana hibah pembangunan PLTMH

MENGHASILKANUSTRIK

PENGElOLAAN

C-24

Prosiding Seminar Nasional Daur Bahan Bakar 2009Serpong, 13Oktober 2009

ini, Adi Santoso, Moch. Ichwan (Kapuslit Telirnek LIPI),ternan-ternan yang terlibat secara langsung rnaupun tidaklangsung pada pernbangunan PLTMH, Jon Kanidi danDodiek dalarn penulisan karya tulis ini, Ikin Sodikin yangtelah rnenyediakan ternpat rnenginap selarnapernbangunan PL TMH, dan seluruh warga Desa CibunarTasikrnalaya Jawa barat, Aparat desa dan pihak-pihakyang terkait dalarn pernbangunan PLTMH ini.

DAFTARPUSTAKA

[1] ARISMUNANDAR DAN SUSUMUMU KUWAHARA,"Pembangkitan Dengan Tenaga Air", Buku PeganganTeknik Tenaga Listrik, Jilid I, Pradnya Paramita, Jakarta,1974.

[2] ARISMUNANDAR, "Penggerak Mula Turbin", ITB,Bandung, 1977.

[3] c.c. WARNICK, HOWARD A. MAYO, JAMES L.CARSON DAN LEE H. SHELDON, "HydropowerEngineering", Prentice-Hall,Inc, Englewood Cliffs, NewJersey, 1984.

[4] FRITZ DIETZEL DAN DAKSO SRIYONO, "TurbinPompa dan Kompresor" Erlangga, Jakarta, 1990.

[5] S. WARSITO, ABDUL SYUKUR DAN AGUS ADHINUGROHO, "Studi Awal Perencanaan Sistem Mekanikaldan kelistrikan Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro",Seminar Teknik Ketenagalistrikan, Teknik ElektroFakultas Teknik Universitas Diponegoro, Semarang,2005.

FOTO-FOTOKEGIATAN

Lokasi PLTMH

Pengangkutan pipa penstock

C-25

ISSN 1693-4687

Pengelasan pipa penstock

Pernbangunan power house

Pernbuatan bak penampungan

Saluran penenang

Prosiding Seminar Nasional Daur Bahan Bakar 2009Serpong, 13 Oktober 2009

Pemasangan kabel jaringan

Pipa penstock dan kabel jaringan

Pemasangan instalasi listrik

Sistem PLTMH

C-26

ISSN 1693-4687

Pengujian PLTMH

Listrik yang dihasilkan aleh PLTMH

Pelatihan warga lakal

Peresmian PLTMH