pengembangan sistem konversi energi air menggunakan turbin

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 17 No. 2 Desember 2018 : 1 - 12

P-ISSN 1978 - 2365 E-ISSN 2528 - 1917

Diterima : 24 Mei 2018, direvisi : 2 Agustus 2018, disetujui terbit : 2 Agustus 2018

1

PENGEMBANGAN SISTEM KONVERSI ENERGI AIR MENGGUNAKAN TURBIN VERY LOW HEAD PADA PINTU AIR DI WILAYAH BANDUNG

Ridwan Arief Subekti

Pusat Penelitian Tenaga Listrik dan Mekatronik, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Jl. Sangkuriang – Komplek LIPI, Gedung 20, Bandung, Jawa Barat, Indonesia

[email protected]

Abstrak

Makalah ini membahas tentang pengembangan sistem konversi energi air dengan memanfaatkan pintu air pada sebuah sungai. Lokasi yang dipilih adalah pintu air anak Sungai Citarum di sekitar wilayah Bandung, yaitu Sungai Cikapundung, Sungai Citarik, dan Sungai Cidurian. Analisis hidrologi, pemilihan jenis pembangkit, perhitungan potensi daya listrik, dan analisis kelayakannya akan dijabarkan pada tulisan ini. Hasil analisis hidrologi menunjukan bahwa debit andalan Sungai Cikapundung adalah 2,9 m3/s, Sungai Citarik 0,8 m3/s, dan Sungai Cidurian 0,62 m3/s dengan potensi daya listrik yang dapat dibangkitkan berturut-turut adalah 19,91 kW, 5,49 kW, dan 4,26 kW. Jenis pembangkit listrik tenaga air skala kecil yang cocok diaplikasikan pada pintu air tersebut adalah turbin head sangat rendah dengan head bersih sekitar satu meter. Berdasarkan perhitungan kelayakan diketahui bahwa ketiga rencana pengembangan sistem konversi energi air pada pintu air anak Sungai Citarum layak dijalankan. Kata kunci: sistem konversi energi air, arus sungai, head sangat rendah, pintu air, sungai Citarum THE DEVELOPMENT OF WATER ENERGY CONVERSION SYSTEM USING

VERY LOW HEAD TURBINE ON SLUICE GATE IN BANDUNG AREA

Abstract

This paper discusses the development of a water energy conversion system by utilizing existing sluice gates on a river. The chosen locations are the sluice gates on the watercourse of Citarum river around Bandung area, namely Cikapundung River, Citarik River, and Cidurian River. Hydrological analysis, selection of power plant types, calculation of potential electricity, and feasibility analysis will be described in this paper. The results of hydrological analysis showed that the potential discharge of Cikapundung River is 2.9 m3/s, Citarik River 0.8 m3/s, and Cidurian River 0.62 m3/s with electricity generation potential are 19.91 kW, 5.49 kW, and 4.26 kW, respectively. A suitable small hydropower plant applied to the sluice gates are using a very low head turbine with one meter net head. Based on the calculation of feasibility,it can be seen that the three development plans for water energy conversion system at the watercourse of the Citarum sluice gates are feasible to run. Keywords: water energy conversion system, stream flow, very low head, sluice gate, Citarum river PENDAHULUAN

Jawa Barat merupakan salah satu provinsi

yang banyak memiliki aliran sungai. Jumlah

Daerah Aliran Sungai (DAS) di provinsi ini

mencapai 200, yang dibagi menjadi enam wilayah

sungai, dengan total luas wilayah sungai lebih dari

37 ribu km2. Sungai terbesar di Jawa Barat adalah

Sungai Citarum dengan luas lebih dari sebelas ribu

km2 dan memiliki potensi ketersediaan air

permukaan lebih dari 12 ribu juta m3/tahun. Lebih

dari 64% potensi ketersediaan air permukaan

Sungai Citarum dimanfaatkan untuk pengairan

irigasi dan sekitar 4% lainnya digunakan untuk

keperluan non irigasi [1].

Sungai Citarum memiliki debit air yang

besar karena disuplai lebih dari 100 anak sungai.

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 17 No. 2 Desember 2018 : 1 – 12

2

Debit air tersebut dimanfaatkan sebagai sumber

energi pada tiga buah pembangkit listrik tenaga air

(PLTA) yaitu PLTA Saguling, PLTA Cirata, dan

PLTA Jatiluhur. Selain digunakan sebagai sumber

air pada PLTA skala besar, aliran Sungai Citarum,

terutama anak sungainya, dapat dimanfaatkan

sebagai sumber energi tenaga air skala kecil atau

pembangkit listrik tenaga mikro hidro (PLTMH).

Beberapa penelitian terdahulu mengenai

pemanfaatan aliran sungai sebagai pembangkit

listrik telah banyak dilakukan, salah satunya

adalah studi potensi pengembangan pembangkit

listrik tenaga air dengan memanfaatkan bendung

gerak Sungai Serayu Jawa Tengah, Manokwari,

Sleman, Sumatera Barat, dan Minahasa [2], [3],

[4], [5], [6]. Untuk wilayah Bengkulu, Rasyid dkk

[7] telah melakukan pemetaan potensi PLTMH

pada aliran sungai dengan bantuan data Shuttle

Radar Topography Mission Digital Elevation

Model (SRTM DEM) NASA dan data pos duga air

Pusat Litbang Sumber Daya Air (PUSAIR).

SRTM DEM digunakan untuk mengetahui

perkiraan head dan area tangkapan air (catchment

area). Berdasarkan penelitian yang telah

dilakukan tersebut dapat diketahui bahwa PLTMH

sangat potensial untuk dikembangkan di

Indonesia.

Penelitian-penelitian di atas membahas

mengenai potensi PLTMH dengan sistem air

terjunan yang memanfaatkan potensi beda

ketinggian muka air atau head. Padahal selain

potensi air terjunan, sungai dengan kontur aliran

datar juga memiliki potensi untuk dikembangkan

sebagai PLTMH. PLTMH dapat dibangun dengan

memanfaatkan pintu air yang ada di sungai. Untuk

lebih meng-explore potensi PLTMH pada sungai

dengan kontur aliran datar, maka diperlukan suatu

studi potensi sistem konversi energi air pada pintu

air di sungai.

Pada tulisan ini dijabarkan mengenai

potensi pengembangan PLTMH dengan

memanfaatkan bangunan pintu air yang terdapat di

anak Sungai Citarum di sekitar Bandung yaitu

Sungai Cikapundung, Sungai Citarik, dan Sungai

Cidurian. Pengembangan PLTMH yang cocok

diaplikasikan pada pintu air adalah tipe very low

head (head sangat rendah), karena dapat

diterapkan di sepanjang aliran sungai datar

maupun pada saluran irigasi, yang kebanyakan

berlokasi tidak jauh dari pemukiman penduduk.

Kelebihan lain dari PLTMH tipe very low head

adalah biaya instalasi sistem tidak mahal, biaya

pekerjaan sipil murah karena konstruksi sipil

sedikit, reliabilitas tinggi, bentuk sederhana,

mudah dalam pengoperasian, dan tidak memberi

pengaruh buruk terhadap populasi ikan [8].

METODOLOGI

Teknologi PLTMH Head Sangat Rendah

Pembangkit listrik tenaga mikro hidro

adalah pembangkit listrik tenaga air skala kecil

yang merubah energi yang dimiliki oleh air

dengan debit dan head tertentu menjadi energi

listrik dengan menggunakan peralatan turbin air

dan generator. Batasan kapasitas maksimal suatu

pembangkit listrik tenaga air disebut sebagai

PLTMH adalah 120 kW [9].

PLTMH dapat dibedakan menjadi dua

kelompok yaitu PLTMH yang bekerja pada head

tinggi dan PLTMH yang bekerja pada head

rendah atau disebut dengan very low head.

PLTMH tipe very low head menggunakan turbin

Pengembangan Sistem Konversi Energi Air Menggunakan Turbin Very Low Head pada Pintu Air di Wilayah Bandung

3

air yang disebut dengan turbin head sangat rendah

dan diaplikasikan untuk head atau tinggi jatuh air

sekitar 1,5 - 4,5 m [8]. Namun demikian seiring

dengan kemajuan teknologi, terdapat beberapa

inovasi sehingga turbin very low head juga dapat

diterapkan untuk head yang lebih rendah dari 1,5

m yaitu head 1 meter seperti yang diutarakan oleh

Fonkenell [10] dan Rohmer dkk [11]. Bahkan

Stark dkk [12] telah menguji turbin pada skala

laboratorium dengan head kotor dibawah 1 m

(head 0,25 m).

Beberapa turbin yang dapat diaplikasikan

pada aliran sungai datar atau very low head adalah

Turbin Propeller seperti yang terdapat pada

sebuah paten Amerika Serikat nomor US

7.972.108 B2 yang berjudul Turbine and

Hydroelectric Power Plant for Very Low Head

[10] dan Turbin Siphon aliran aksial yang

dipasang melintang di atas sebuah bendung sungai

[12]. Selain dua turbin tersebut, untuk aplikasi

very low head juga dapat menggunakan Turbin-

generator submersible [13], Turbin Ulir

Archimedes [11], kincir air [14], kincir roda air

sudu bergerak [15], Kincir Air Kaki Angsa [16],

Turbin Mengapung [17], ataupun menggunakan

Turbin Vortex [18]. Beberapa turbin yang dapat

diaplikasikan untuk aliran sungai datar atau very

low head seperti yang terdapat pada Gambar 1.

Turbin-generator submersible [13]

Turbin Ulir Achimedes

[11]

Kincir Roda Air Sudu

Bergerak [15]

Kincir Air Kaki Angsa

[16]

Turbin Mengapung [17]

Turbin Vortex [18]

Gambar 1. Beberapa jenis turbin untuk aplikasi

aliran sungai datar atau very low head

Tabel 1. Lokasi pintu air [19]

No. Pintu Air Lokasi Pos Duga Air Koordinat Pos

Duga Air

1 Pintu air Sungai Cikapundung Babakan Siliwangi Gandok, Coblong 6°52’55” LS

107°36’23” BT

2 Pintu air Sungai Citarik Kampung Rancakemit, Rancaekek

Bendung Cangkuang, Cicalengka

6°58’06” LS 107°50’25” BT

3 Pintu air Sungai Cidurian Margahayu Raya Sukapada, Cibeunying 6°53’58” LS 107°38’38” BT


4

Deskripsi Lokasi Penelitian

Studi ini dilakukan di tiga buah pintu air

yang terdapat pada anak Sungai Citarum yaitu


Cidurian yang berlokasi di sekitar Bandung Jawa

Barat. Pertimbangan pemilihan lokasi adalah

karena anak Sungai Citarum tersebut adalah anak

sungai orde ke-1 dengan debit air sungai cukup

besar dan data debit sungai tersedia. Lokasi pintu

air dan koordinat pos duga air seperti yang

terdapat pada Tabel 1 [19].

Perhitungan Potensi Energi Listrik

Perhitungan besarnya daya listrik (P) yang

dapat terbangkitkan oleh suatu pembangkit listrik

tenaga mikro hidro dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan 1 berikut.

𝑃𝑃 = 𝜌𝜌 ∗ 𝑔𝑔 ∗ 𝑄𝑄 ∗ 𝐻𝐻𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 ∗ 𝜂𝜂(W) .....................(1)

dimana ρ adalah massa jenis air (kg/m3), g adalah

gravitasi (= 9,81 m/s2), Q adalah debit air (m3/s),

𝐻𝐻𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 adalah tinggi netto atau tinggi bersih (m),

dan η = efisiensi sistem (%) [20].

Selanjutnya dengan memperhitungkan

lama waktu beroperasinya PLTMH dan faktor

pembangkit, maka besarnya energi listrik tahunan

yang dihasilkan oleh pembangkit dapat dihitung

menggunakan persamaan 2.

𝐸𝐸 = 𝑃𝑃 ∗ 24 ∗ 365 ∗ 𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑓𝑓𝑝𝑝𝑔𝑔𝑓𝑓𝑝𝑝𝑓𝑓 .....(2)

dimana E adalah energi listrik (kWh) dan faktor

pembangkit = 88,62% [21].

HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Hidrologi

Untuk mengetahui potensi energi listrik

PLTMH yang dapat dibangkitkan, maka langkah

pertama adalah melakukan analisis hidrologi.

Data hidrologi yang digunakan diperoleh dari

Balai Pusat Data Dan Informasi Sumber Daya Air,

Dinas Pengelolaan Sumber Daya Air Provinsi

Jawa Barat [22]. Data hidrologi tersebut adalah

data debit harian sungai selama kurun waktu lima

tahun yaitu dari tahun 2008 sampai tahun 2012

yang selanjutnya diolah untuk mengetahui debit

rata-rata bulanan. Data debit rata-rata dibuat dan

ditampilkan pada Tabel 2 - 4.

Dari Tabel 2 dapat diketahui bahwa Sungai

Cikapundung memiliki debit minimum rata-rata

bulanan selama lima tahun adalah 2,64 m3/s yang

terjadi pada bulan September. Debit minimum

rata-rata bulanan selama satu tahun sebesar 1,29

m3/s pernah terjadi di bulan Oktober tahun 2009

dan 2010.

Debit maksimal rata-rata bulanan Sungai

Cikapundung selama lima tahun mencapai 5,79

m3/s yang terjadi pada bulan April.

Untuk Sungai Citarik (Tabel 3), debit

minimum rata-rata bulanan selama lima tahun

adalah 0,75 m3/s yang terjadi pada bulan

September. Debit minimum rata-rata bulanan

selama satu tahun sebesar 0,46 m3/s pernah terjadi

di bulan Maret 2012. Debit maksimal rata-rata

bulanan Sungai Cikapundung selama lima tahun

adalah 1,54 m3/s dan terjadi pada bulan Maret.

Debit minimum rata-rata bulanan Sungai

Cidurian selama lima tahun adalah 0,62 m3/s yang

terjadi pada bulan Agustus. Sedangkan debit

minimum rata-rata bulanan selama satu tahun

adalah 0,46 m3/s dengan waktu kejadian di bulan

Agustus 2009. Debit maksimal rata-rata bulanan

Sungai Cikapundung selama lima tahun adalah

0,95 m3/s yang terjadi pada bulan Desember

(Tabel 4).


5

Debit rata-rata bulanan Sungai Cidurian

relatif stabil dan tidak terlalu berfluktuasi setiap

bulannya sehingga cocok untuk dikembangkan

menjadi PLTMH. Perubahan iklim cukup

berpengaruh terhadap suplai listrik yang

dihasilkan oleh suatu pembangkit listrik tenaga

air. Wagner [23] menjelaskan bahwa secara

umum perubahan pada debit dan produksi listrik

tenaga air sangat tergantung pada perubahan

curah hujan di masa mendatang. Perkiraan rata-

rata perubahan daya listrik tahunan pada

pembangkit listrik yang memanfaatkan suatu

aliran sungai (run of river) umumnya sekitar satu

digit persen, dapat meningkat ataupun menurun

tergantung pada perubahan iklim di suatu daerah.

Berdasarkan data debit selanjutnya dibuat

kurva flow duration curve (FDC). Dengan

menyusun data dari yang terkecil sampai terbesar

pada aplikasi Microsoft Excel, maka dapat

diketahui probabilitas jumlah kejadian dan

prosentasi debit air sungai tersebut. Selanjutnya

dibuat grafik kurva FDC masing-masing sungai

seperti yang terdapat pada Gambar 2 sampai

Gambar 4.

Tabel 2. Debit rata-rata bulanan Sungai Cikapundung [22]

Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agu Sep Okt Nov Des 2008 3,44 5,22 4,97 5,67 5,05 3,54 2,55 3,38 2,96 2,86 2,87 3,07 2009 3,88 3,39 4,15 4,33 4,28 3,88 1,32 1,32 1,31 1,29 1,56 1,44 2010 3,95 3,50 4,18 4,34 4,17 1,92 1,32 1,32 1,31 1,29 1,58 1,44 2011 3,46 3,38 3,81 7,48 6,50 5,21 3,67 3,80 4,54 6,32 8,10 6,51 2012 9,04 7,38 7,10 7,11 5,15 6,16 5,22 4,20 3,09 3,25 6,13 10,19

Rata-rata 4,75 4,57 4,84 5,79 5,03 4,14 2,82 2,80 2,64 3,00 4,05 4,53 Debit minimumbulanan = 1,29 m3/s terjadi pada bulan Oktober tahun 2009 dan 2010.

Sumber: diolah dari data debit aliran sungai harian Dinas PSDA Provinsi Jawa Barat, 2014

Tabel 3. Debit rata-rata bulanan Sungai Citarik [22]


Rata-rata 1,34 1,53 1,54 1,30 1,18 0,94 0,85 0,78 0,75 0,82 1,15 1,14 Debit minimumbulanan = 0,46 m3/s terjadi pada bulan Maret 2012.


Tabel 4. Debit rata-rata bulanan Sungai Cidurian [22]


Rata-rata 0,73 0,83 0,81 0,76 0,75 0,70 0,67 0,62 0,65 0,72 0,81 0,95 Debit minimumbulanan = 0,46 m3/s terjadi pada bulan Agustus 2009.



6

Pada Gambar 2–4 dapat dilihat bahwa

Sungai Cikapundung memiliki debit yang paling

besar. Debit terbesar mencapai mencapai 9 m3/s

dengan probabilitas kejadian 5% dalam setahun

dan debit terkecilnya adalah 1,5 m3/s (Gambar 2).

Ini menjelaskan bahwa debit air Sungai

Cikapundung tidak pernah kering sepanjang

tahun.

Pada pengembangan PLTMH ini

direncanakan menggunakan debit andalan 60%

dengan mempertimbangkan debit yang optimal,

untuk mengakomodir musim penghujan saat debit

air yang cukup besar. Untuk mengakomodir debit

sungai yang turun saat musim kemarau dapat

dikompensasi dengan penggunaan lebih dari satu

unit pembangkit sehinggga pembangkit dapat

juga beroperasi optimal di saat musim kemarau.

Debit andalan adalah debit yang dapat

diandalkan untuk suatu reliabilitas tertentu agar

pembangkit dapat berjalan dengan baik dalam

satu tahun. Dengan debit andalan 60% ini berarti

bahwa kemungkinan 60% debit yang terjadi

adalah lebih besar atau sama dengan debit

tersebut. Seperti yang terdapat pada Gambar 2 –

4, bahwa dengan probabilitas 60% maka diperoleh

debit andalan Sungai Cikapundung adalah sekitar

2,9 m3/s, Sungai Citarik 0,8 m3/s, dan Sungai

Cidurian 0,62 m3/s.

Penerapan PLTMH Head Sangat Rendah Pada Pintu Air

Pada rencana pengembangan PLTMH

dengan memanfaatkan pintu air yang terdapat di


Cidurian ini direncanakan akan menggunakan

turbin air jenis very low head (head sangat

rendah), tipe Turbin-generator submersible.

Turbin-generator submersible adalah suatu turbin

yang terakit langsung menjadi satu dengan

generator dan tercelup (direndam) seluruhnya di

dalam air. Turbin-generator submersible adalah

turbin Propeller atau turbin Kaplan yang

merupakan turbin reaksi aliran aksial yang

beroperasi pada head rendah dengan rentang debit

air mulai dari 0 sampai 50 m3/s (Gambar 5).

Gambar 2. Flow Duration Curve Sungai

Cikapundung

Gambar 3. Flow Duration Curve Sungai Citarik

Gambar 4. Flow Duration Curve Sungai Cidurian


7

Prinsip kerja Turbin-generator submersible

adalah mengubah energi tekanan gelombang air

menjadi energi listrik. Air memasuki unit Turbin-

genarator melalui rusuk pengarah tetap (stay

vanes) yang selanjutnya mengalir melalui runner

atau sudu gerak dan keluar melewati draft tube/

saluran keluaran air (Gambar 6). Draft tube

berfungsi membantu memperlambat kecepatan

air guna menghasilkan energi kinetik. Energi

potensial air dirubah menjadi energi kinetik oleh

runner turbin. Poros turbin yang terhubung

dengan runner menyebabkan rotor unit Turbin-

generator ikut berputar. Pada unit Turbin-

generator, poros turbin juga berfungsi sebagai

rotor pada generator, sehingga putaran poros

turbin langsung dimanfaatkan oleh generator

untuk menghasilkan energi listrik.

Kelebihan yang dimiliki oleh Turbin-

generator, antara lain bentuknya sederhana, kuat

karena antara turbin dan generator terakit menjadi

satu, dan dapat diangkat keluar dari air pada saat

arus yang besar atau banjir. Turbin tersebut juga

dapat dipasang pada lokasi aliran yang deras yang

terdapat pada saluran air. Contoh implementasi

dari PLTMH dengan menggunakan unit Turbin-

generator submersible pada sebuah aliran sungai

digambarkan pada Gambar 7.

Gambar 7. Contoh implementasi Turbin-

generator submersible pada aliran sungai [24]

Gambar 5. Klasifikasi turbin berdasarkan

debit dan head [26]

Gambar 6. Prinsip kerja dan komponen

Turbin-generator [24]


8

Turbin-generator submersible memiliki

efisiensi yang paling tinggi yaitu dapat mencapai

85% [24]. Nilai ini lebih tinggi dari Turbin Ulir

Archimedes yang memiliki efisiensi 72% [11].

Sedangkan untuk turbin air model kincir air [10],

[15], [16], lebih memanfaatkan energi kinetik air

sehingga kurang memaksimalkan energi potensial

air.

Bila melihat kelebihan dari Turbin-

generator submersible tersebut, maka turbin jenis

ini sangat cocok diterapkan pada pintu air yang

ada sehingga tidak membutuhkan terlalu banyak

konstruksi sipil. Jarak yang dekat antara

pembangkit dengan calon beban juga merupakan

nilai lebih dari pembangkit yang direncanakan ini.

Potensi Energi Listrik Terbangkitkan

Pada perhitungan daya listrik yang

dibangkitkan oleh PLTMH ini, head yang

digunakan adalah 1 m dengan efisiensi sistem

yang direncanakan sebesar 70%. Dengan

menggunakan persamaan 1, maka potensi daya

hidro PLTMH bulanan ditampilkan dalam bentuk

grafik seperti yang terdapat pada Gambar 8

sampai Gambar 10.

Pada gambar 8–10 dapat dilihat bahwa

Sungai Cikapundung memiliki potensi energi

listrik terbesar bila dibandingkan dengan Sungai

Citarik dan Sungai Cidurian. Potensi daya listrik

rata-rata bulanan yang dapat dapat dibangkitkan

pada Sungai Cikapundung berkisar antara 18,1

kW – 39,7 kW. Sungai Citarik memiliki potensi

daya listrik rata-rata bulanan antara 5,14 kW –

10,60 kW, sedangkan Sungai Cidurian antara 4,27

kW – 6,54 kW.

Selanjutnya untuk menghitung besarnya

energi listrik tahunan yang dihasilkan oleh

PLTMH, maka debit air andalan dipilih pada

probabilitas 60%. Seperti yang terdapat pada

Gambar 2–4, maka debit andalan Sungai

Cikapundung adalah 2,9 m3/s, Sungai Citarik 0,8

m3/s, dan Sungai Cidurian 0,62 m3/s. Dengan

Gambar 8. Grafik kurva debit dan daya Sungai

Cikapundung


Citarik


Cidurian


9

menggunakan persamaan 2, maka energi listrik

yang dihasilkan oleh PLTMH dibuat dalam

bentuk tabel seperti yang terdapat pada Tabel 5.

Tabel 5. Daya dan energi listrik tahunan PLTMH

Sungai Q 60% (m3/s)

Daya (kW)

Energi Listrik (kWh)

Cikapundung 2,90 19,91 154.596,94 Citarik 0,80 5,49 42.647,43 Cidurian 0,62 4,26 33.051,76

Analisis Kelayakan Pengembangan PLTMH

Pada tulisan ini dilakukan analisis

kelayakan menggunakan metode net present

value (NPV) atau nilai bersih sekarang dan IRR

(internal rate of return). Hal ini diperlukan untuk

menetapkan tingkat suku bunga (discount rate)

untuk menentukan nilai sekarang dari penerimaan

dan pengeluaran. Jika penerimaan kas bersih lebih

besar dari nilai investasi (NPV bernilai positif)

dan nilai IRR lebih besar dari discount rate, maka

proyek tersebut bisa dianggap menguntungkan.

Sedangkan apabila nilai NPV bernilai negatif dan

nilai IRR lebih kecil dari discount rate, maka

proyek tersebut dianggap tidak menguntungkan

sehingga tidak layak untuk dijalankan.

Jika penerimaan kas bersih lebih besar dari

nilai investasi (NPV bernilai positif) dan nilai IRR

lebih besar dari discount rate, maka proyek

tersebut bisa dianggap menguntungkan.

Sedangkan apabila nilai NPV bernilai negatif dan

nilai IRR lebih kecil dari discount rate, maka

proyek tersebut dianggap tidak menguntungkan

sehingga tidak layak untuk dijalankan.

Energi listrik yang dihasilkan oleh PLTMH

diasumsikan akan dipergunakan untuk menyuplai

listrik pada area sekitar pembangkit seperti untuk

lampu jalan di pinggir sungai atau dapat juga

untuk keperluan lainnya. Sesuai dengan

pembagian golongan pada tarif dasar listrik (TDL)

PLN, maka ini termasuk dalam golongan tarif P1

yaitu untuk pelayanan publik, kantor pemerintah

dan penerangan jalan umum (PJU). TDL untuk

Gol. Tarif P-1/TR 6.600 VA s.d. 200 kVA

Rp1.467,28/kWh [25]. Karena listrik keluaran

PLTMH direncanakan untuk mensubstitusi

kebutuhan listrik sekitar pembangkit dan tidak

dijual ke PLN, maka nilai TDL ini yang akan

dimasukan dalam perhitungan analisis kelayakan

PLTMH.

Peralatan pembangkit direncanakan

memiliki umur pakai mencapai 20 tahun dengan

masa konstruksi satu tahun dan pembiayaan dari

anggaran pemerintah. Pada perhitungan analisis

kelayakan PLTMH ini besaran anggaran

operasional dan perawatan adalah 10% dari biaya

engineering, procurement, and construction

(EPC) dan dengan discount rate 10%. Selanjutnya

analisis kelayakan rencana pengembangan

PLTMH ditampilkan seperti pada Tabel 6.

Pada Tabel 6, terlihat NPV dari ketiga

rencana pengembangan PLTMH pada pintu air di


Cidurian adalah bernilai positif, dengan nilai IRR

juga lebih besar dari discount rate 10%.

Berdasarkan dua parameter tersebut dapat

dikatakan bahwa rencana proyek PLTMH ini

layak untuk dijalankan. Nilai NPV dan IRR

rencana PLTMH pada Sungai Cikapundung

adalah yang paling besar, karena daya terpasang

di sungai tersebut yang paling besar sehingga

biaya investasi per satuan dayanya paling kecil.

Semakin besar daya terpasang, semakin kecil

biaya investasi per satuan dayanya.


10

Biaya investasi per satuan daya (Rp/kW)

rencana pengembangan PLTMH sistem very low

head pada pintu air di tiga anak Sungai Citarum

ini adalah sekitar Rp27-37 juta-an. Ini sesuai

dengan yang diutarakan oleh Bihlmayer [24]

bahwa biaya pembanguan pembangkit listrik

dengan sistem very low head pada struktur

bangunan sipil yang sudah ada adalah sekitar

1.500-3.000 US$ (Rp21-42 juta dengan kurs 1

US$ = Rp14.000,-).

KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis hidrologi

diketahui bahwa ketersediaan debit air sepanjang

tahun pada ketiga anak Sungai Citarum tersebut

cukup potensial untuk dikembangkan sebagai

pembangkit listrik tenaga air skala kecil. Potensi

energi listrik tahunan yang dapat dibangkitkan

oleh Sungai Cikapundung adalah yang paling

besar yaitu sekitar 150 MWh, kemudian Sungai

Citarik 42 MWh, dan Sungai Cidurian 33 MWh.

Berdasarkan dua parameter yaitu nilai NPV dan

IRR, maka rencana pengembangan sistem

konversi energi air menggunakan turbin tipe very

low head ini layak direalisasikan. Keuntungan lain

dari pengembangan sistem konversi energi air

pada pintu air adalah sudah tersedianya beberapa

konstruksi bangunan sipil sehingga biaya

pembangunan dapat lebih murah. Fungsi

pemanfaatan pintu air dapat lebih meningkat

karena selain berfungsi sebagai pengendali banjir,

pintu air dapat juga dimanfaatkan sebagai

pembangkit listrik.

DAFTAR PUSTAKA [1] Dinas Pengelolaan Sumber Daya Air

Provinsi Jawa Barat. 2016. Profile Dinas

Sumber Daya Air Provinsi Jawa Barat.

Bandung.

[2] Idham Ahraf. 2013. "Analisis Hidrolika dan

Finansial PLTM Tinggi Tekan Rendah Pada

Bendung Gerak Sungai Serayu." Tugas

Akhir, Institut Teknologi Bandung.

Bandung.

[3] Yulianus Rombe Pasalli and Adelhard Beni

Rehiara. 2014. Design Planning of Micro-

hydro Power Plant in Hink River. 4th

International Conference on Sustainable

Tabel 6. Analisis rencana pengembangan PLTMH

Uraian Satuan Lokasi PLTMH Head Sangat Rendah

Pintu Air Sungai Cikapundung

Pintu Air Sungai Citarik

Pintu Air Sungai Cidurian

Daya terpasang kW 19,91 5,49 4,26 Total investasi Rp 551.706.117 194.660.587 158.396.131 Biaya investasi per satuan daya Rp/kW 27.704.018 35.434.066 37.203.673

PV Biaya OP 10% Rp 651.380.519 216.315.706 174.142.505 Harga listrik Rp/kWh 1.467,28 Penjualan listrik Rp/tahun 226.837.000 62.575.724 48.496.186 PV Penjualan listrik 20 tahun Rp 1.931.191.254 532.742.415 412.875.371

NPV Rp 728.104.618 121.766.121 80.336.735 IRR % 30,93% 20,85% 19,00%

Catatan: NPV= PV (Penjualan listrik – Investasi - Biaya OP)


11

Future for Human Security, SustaiN 2013.

20: 55 – 63.

[4] Pinto Anugrah and Ahmad Agus Setiawan.

2014. Proyeksi Pembangkitan Listrik

Tenaga Mikro Hidro pada Saluran Irigasi

Van Der Wijck di Desa Sendangrejo,

Kecamatan Minggir, Sleman. Seminar

Nasional Rekayasa Energi, Mekatronik, dan

Teknik Kendaraan. Bandung: 101-106.

[5] Pinto Anugrah, Ahmad Agus Setiawan,

Rachmawan Budiarto, and Sihana. 2015.

Evaluating Micro Hydro Power Generation

System under Climate Change Scenario in

Bayang Catchment, Kabupaten Pesisir

Selatan, West Sumatra. Conference and

Exhibition Indonesia - New, Renewable

Energy and Energy Conservation (The 3rd

Indo-EBTKE ConEx 2014). 65: 257-263.

[6] Zulfikar Indra, M.I. Jasin, A. Binilang, and

J.D. Mamoto. 2012. Analisis Debit Sungai

Munte Dengan Metode Mock Dan Metode

NRECA Untuk Kebutuhan Pembangkit

Listrik Tenaga Air. Jurnal Sipil Statik. 1 ( 1):

34-38.

[7] Harun Al Rasyid, Hari Soekarno, Bono

Pranoto, and Irfan Sudono. 2017.

Pemanfaatan Data Pos Duga Air (PDA)

Untuk Membuat Peta Potensi Energi Mikro

Hidro Di Provinsi Bengkulu.

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan.

16 (1): 43-50.

[8] MJ2 Technologies. 2013. "VLH Turbine".

http://www.vlh-turbine.com

[9] Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan

Energi, 2008. Pedoman Teknis Standardisasi

Peralatan dan Komponen Pembangkit

Listrik Tenaga Mikrohidro

(PLTMH). Jakarta, Indonesia: Direktorat

Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi,

Departemen Energi dan Sumber Daya

Mineral.

[10] Jacques Fonkenell. 2011. Turbine and

Hydroelectric Power Plant for Very Low

Head. US 7,972,108 B2, July 5.

[11] Julien Rohmer, Dominique Knittel, Guy

Sturtzer, Damien Flieller, and Jean Renaud.

2016. Modeling and experimental results of

an Archimedes screw turbine. Renewable

Energy. 94: 136-146 2016,

http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2016.03.0

44.

[12] B. H. Stark, E. Ando, and G. Hartley. 2011.

Modelling and performance of a small

siphonic hydropower system. Renewable

Energy. 36: 2451-2464.

[13] Ridwan A. Subekti, Anjar Susatyo, and Pudji

Irasari. 2012. Design and Analysis of the

Prototype of Pico Hydro Scale Submersible

Type Turbine-Generator for Flat Flow River

Application," Teknologi Indonesia. 35 (3): 1-

8.

[14] S.J. Williamson, B.H. Stark, and J.D.

Booker. 2012. Low head pico hydro turbine

selection using a multi-criteria analysis.

Renewable Energy. 61: 43-50. 2014,

http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2012.06.0

20.

[15] Ismun. 2002. Kincir Roda Air Sudu

Bergerak. IDP000007984.

[16] Djajusman Hadi and Budiharto. 2008. Kincir

Air Kaki Angsa. P00200200460 (ID P

0024982 B).

http://www.vlh-turbine.com/


12

[17] Rishikesh S Hari. 2017. Floating Water

Turbine for Small Scale Power Generation in

Remote Areas. Imperial Journal of

Interdisciplinary Research (IJIR). 3 (2): 916-

919. http://www.onlinejournal.in.

[18] Turbulent.com. 2017. "Vortex Turbine".

https://www.turbulent.be/technology/

[19] Dinas Pengelolaan Sumber Daya Air

Provinsi Jawa Barat. 2016. Daftar Pos Duga

Air Provinsi Jawa Barat.

[20] Fritz Dietzel. 1990. Turbin Pompa dan

Kompresor. Kedua ed. Jakarta, Indonesia:

Erlangga.

[21] Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan

Energi. 2009. Buku 2 D - Pedoman Studi

Kelayakan Ekonomi / Finansial, 1st ed.

Jakarta, Indonesia: Direktorat Jenderal

Listrik dan Pemanfaatan Energi -

Departemen Energi dan Sumber Daya

Mineral.

[22] Dinas Pengelolaan Sumber Daya Air

Provinsi Jawa Barat. 2014. Data Debit Aliran

Sungai Harian.

[23] T. Wagner et al. 2017. Impacts of climate

change on stream flow and hydro power.

Environ Earth Sci. 76 (4).

[24] Alexander Bihlmayer, Innovative Solution

for Low Impact Hydropower at Existing

Engineered Structures. 2005. Presentation at

Hydrokinetic and Wave Energy

Technologies Technical and Environmental

Issues Workshop.

[25] PT PLN (Persero). 2018. Penetapan

Penyesuaian Tarif Tenaga Listrik (Tariff

Adjustment) Bulan Januari – Maret 2018.

http://www.pln.co.id/statics/uploads/2018/0

1/TA-Jan-sd-Mar-2018.png.

[26] GreenBug Energy Inc. 2016. "Types of

Turbines". http://greenbugenergy.com/get-

educated-knowledge/types-of-turbines.

https://www.turbulent.be/technology/

http://www.pln.co.id/statics/uploads/2018/01/TA-Jan-sd-Mar-2018.png

http://www.pln.co.id/statics/uploads/2018/01/TA-Jan-sd-Mar-2018.png

http://greenbugenergy.com/get-educated-knowledge/types-of-turbines

http://greenbugenergy.com/get-educated-knowledge/types-of-turbines

pengembangan sistem konversi energi air menggunakan turbin

Documents