tugas alat ukur

1 | P e m b a n g k i t L i s t r i k T e n a g a M i k r o H i d r o

TUGAS FINAL MATA KULIAH FISIKA LINGKUNGAN

LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO

OLEH:

Nur Fitri ( A 241 11 092 )

Siti Mafira ( A 241 11 095 )

Nurafandi ( A 241 11 104 )

Adriana Palullungan ( A 241 11 119 )

Yuyun Nailufar ( A 241 11 120 )

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS TADULAKO,

2013


KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa oleh

karena anugerah dan rahmat-Nya sehingga kami dapat membuat suatu alat ukur

yang merupakan hasil pemikiran terhadap suatu problema mengenai pemenuhan

energy listrik di derah-daerah terpencil yang tidak terjangkau oleh PLN.

Semoga simulasi alat yang kami buat ini dapat diaplikasikan dalam masyarakat

dan dapat berguna untuk pengembangan pemenuhan energy listrik di daerah-

daerah terpencil.

Kami menyadari bahwa alat ini masih sangat jauh dari kesempurnaan

untuk itu saran dan kritik yang membangun sangat kami harapkan dari para

pembaca sekalian, demi kesempurnaan alat ini.

Palu, Juni 2013

Penulis


DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................... 2

A.Latar Belakang ........................................................................................................... 2

B.Rumusan Masalah ...................................................................................................... 3

C.Tujuan ........................................................................................................................ 3

BAB II PEMBAHASAN .................................................................................................... 4

A.Landasan Teori........................................................................................................... 4

B.Pengertian Pembangkit Listrik Mikro Hidro (PLTMH)............................................. 5

C.Alat-alat yang digunakan untuk Merakit Alat(PLTMH) ............................................ 6

D.Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) ........................... 8

E.Kelebihan dan Kekurangan PLTMH ........................................................................ 10

BAB III PENUTUP .......................................................................................................... 13

I.Kesimpulan ................................................................................................................ 13

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................... 14

LAMPIRAN ...................................................................................................................... 15


BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Listrik adalah kebutuhan yang sangat dibutuhkan oleh semua

manusia. Hampir semua manusia yang hidup di dunia ini menggunakan

listrik untuk membantu kehidupan sehari-hari. Dengan adanya listrik maka

saat ini kita bisa mendapatkan penerangan di malam hari. Serta banyak

sekali manfaat yang bisa kita peroleh atas adanya listrik listrik itu sendiri,

dari penggunaan yang membantu untuk mengerjakan pekerjaan rumah

tangga hingga sebagai sumber informasi dan alat komunikasi. Namun,

masih banyak daerah-daerah di Indonesia yang belum bisa menikmati

manfaat listrik dikarenakan ketidakmampuan PLN untuk menjangkau

daerah tersebut dan juga diakibatkan ketersediaan energy pembangkit

listrik yang terbatas.

Pembangkit listrik yang digunakan Indonesia saat ini untuk

memenuhi kebutuhan energi listriknya, sebagian besar merupakan

pembangkit listrik yang berbahan bakar fosil, seperti minyak bumi, gas

alam, dan batubara. Jika terus bergantung pada batu bara, gas alam, dan

minyak bumi maka akan timbul permasalahan baru dikemudian hari yang

diakibatkan dari waktu ke waktu berkurangnya batu bara dan minyak bumi

yang merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui.

persediaan bahan bakar fosil di dunia ini adalah terbatas. Cadangan

sumber energi yang berasal dari fosil diperkirakan hanya akan bertahan

sampai 40 tahun untuk minyak bumi, 60 tahun untuk gas alam, dan 200

tahun untuk batu bara.

Melihat kenyataan bahwa sumber energy pembangkit listrik di

Indonesia bahkan di seluruh dunia semakin menipis dari waktu ke waktu,


maka sangat dibutuhkan terobosan baru terhadap alat pembangkit listrik

Oleh karena itulah kami berusaha menemukan ide untuk menggagas suatu

pembangkit listrik yang tidak mengguanakan bahan bakar batu bara

maupun minyak bumi melainkan pembangkit listrik tenaga mikrohidro

B. Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan pembangkit listrik tenaga mikrohidro?

2. Apa saja alat-alat yang digunakan untuk merakit pembangkit listrik

bertenaga mikrohidro?

3. Bagaimana prinsip kerja pembangkit listrik tenaga mikrohidro?

4. Apa saja kelebihan dan kekurangan pembangkit listrik tenaga

mikrohidro?

C. Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah yang dikemukakan di atas, adapun

tujuan penulisan laporan ini adalah untuk:

1. Mengetahui apa sebenarnya pembangkit listrik bertenaga

mikrohidro.

2. Mengetahui alat-alat apa saja yang digunakan dalam

perakitan pembangkit listrik tenaga mikro hidro.

3. Mengetahui prinsip kerja dari pembangkit listrik tenaga

mikrohidro.

4. Mengetahui kekurangan dan kelebihan dari pembangkit

listrik bertenaga mikrohidro.


BAB II

PEMBAHASAN

A. Landasan Teori

Tenaga air bahasa Inggris: 'hydropower' adalah energi yang

diperoleh dari air yang mengalir. Pada dasarnya, air di seluruh permukaan

Bumi ini bergerak (mengalir). Di alam sekitar kita, kita mengetahui bahwa

air memiliki siklus. Dimana air menguap, kemudian terkondensasi menjadi

awan. Air akan jatuh sebagai hujan setelah ia memiliki massa yang cukup.

Air yang jatuh di dataran tinggi akan terakumulasi menjadi aliran

sungai.Tenaga air yang memanfaatkan gerakan air biasanya didapat dari

sungai yang dibendung. Pada bagian bawah dam tersebut terdapat lubang-

lubang saluran air. Pada lubang-lubang tersebut terdapat turbin yang

berfungsi mengubah energi kinetik dari gerakan air menjadi energi

mekanik yang dapat menggerakan generator listrik. Energi listrik yang

berasal dari energi kinetik air disebut "hydroelectric

Tenaga air telah berkontribusi banyak bagi pembangunan

kesejahteraan manusia sejak beberapa puluh abad yang lalu. Beberapa

catatan sejarah mengatakan bahwa penggunaan kincir air untuk pertanian,

pompa dan fungsi lainnya telah ada sejak 300 SM di Yunani, meskipun

peralatan-peralatan tersebut kemungkinan telah digunakan jauh sebelum

masa itu. Pada masa-masa antara jaman tersebut hingga revolusi industri,

aliran air dan angin merupakan sumber energi mekanik yang dapat

digunakan selain energi yang dibangkitkan dari tenaga hewan.

Perkembangan penggunaan energi dari air yang mengalir kemudian

berkembang secara berkelanjutan sebagaimana dicontohkan pada desain

tenaga air yang menakjubkan pada tahun 1600-an untuk istana Versailles

dibagian luar Paris, Prancis. Sistem tersebut memiliki kapasitas yang

sepadan dengan 56 kW energi listrik. (Arismunandar, 1977).

http://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Inggris

http://id.wikipedia.org/wiki/Energi

http://id.wikipedia.org/wiki/Air


B. Pengertian Pembangkit Listrik Mikro Hidro (PLTMH)

Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi

pembangkit listrik yang mengunakan energi air. Kondisi air yang bisa

dimanfaatkan sebagai sumber daya (resources) penghasil listrik adalah

memiliki kapasitas aliran dan ketiggian tertentu dari instalasi. Semakin

besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin

besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.

Berdasarkan output yang dihasilkan pembangkit listrik tenaga air dibedakan

atas:

1. Large-hydro : lebih dari 100 MW

2. Medium-hydro: antara 15 – 100 MW

3. Small-hydro : antara 1 – 15 MW

4. Mini-hydro : Daya diatas 100 kW, tetapi dibawah 1 MW

5. Micro-hydro: Output yang dihasilkan berkisar dari 5kW sampai 100 kW;

6. Pico-hydro : daya yang dikeluarkan berkisar ratusan watt sampai 5kW

Pembangkit listrik mikrohidro adalah suatu pembangkit yang dapat

menghasilkan energi listrik sampai dengan 100 KW sedangkan untuk

pembangkit listrik yang dapat menghasilkan energi listrik sebesar 100 KW –

5 MW didefinisikan sebagai pembangkit listrik.

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro adalah suatu sistem

pembangkit listrik yang dapat mengubah potensi air dengan ketinggian dan

debit tertentu menjadi tenaga listrik.

Gambar.b.1. simulasi pembangkit listrik tenaga mikro hidro dalam bentuk

sederhana.


C. Alat-alat yang digunakan untuk Merakit Alat Pembangkit

Listrik Tenaga Mikro Hidro

adapun alat-alat yang digunakan pada simulasi pembangkit listrik

tenaga mikro hidro adalah sebagai berikut:

a) Alat ukur amperemeter dan voltmeter. Amperemeter digunakan untuk

mengukur arus listrik yang dihasilkan dan voltmeter digunakan untuk

mengukur tegangan listrik.

Gambar c.1. alat ukur amperemeter dan voltmeter

b) Kabel-kabel penghubung dan selang air. Kabel-kabel penghubung

digunakan untuk menghubungkan alat ukur amperemeter dan voltmeter ke

dynamo. Sedangkan selang digunakan untuk menghubungkan sumber air

ke tabung berpenampang kecil yang ada pada alat untuk menggerakkan

turbin.

Gambar c.2 kabel-kabel penghubung dan selang


c) Kincir air, merupakan sarana untuk merubah energi air menjadi energi

mekanik berupa torsi pada poros kincir.

Gambar c.3. kincir air sederhana

d) Dinamo,adalah piranti yang merubah energi listrik menjadi energi gerak

putar (mengubah energi listrik menjadi energi gerak).

Gambar c.4. Dinamo


D. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro

(PLTMH)

Sistem pembangkit listrik tenaga mikro hidro secara umum sama

persis dengan PLTA pada umumnya. Namun, yang membedakan adalah

daerah kerja sistem pembangkit listrik tersebut. PLTMH dapat

memanfaatkan sumber air yang tidak terlalu besar.Tidak seperti PLTA

dengan atau tanpa reservoir pun.

Pada pembangkit listrik tenaga Mikrohidro didapatkan energi dari

aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian tertentu. Energi tersebut

dimanfaatkan untuk memutar turbin yang dihubungkan dengan generator

listrik. Mikrohidro bisa memanfaatkan ketinggian air yang tidak terlalu besar.

Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi),

turbin dan generator. Air yang mengalir dengan kapasitas tertentu disalurkan

dengan ketinggian tertentu menuju rumah instalasi (rumah turbin). Di rumah

instalasi, air tersebut akan menumbuk turbin dimana turbin akan menerima

energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi mekanik berupa

berputarnya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian

ditransmisikan ke generator dengan mengunakan kopling. Dari generator

akan dihasilkan energi listrik yang akan masuk ke sistem kontrol arus listrik.

Begitulah secara ringkas proses Mikrohidro merubah energi aliran dan

ketinggian air menjadi energi listrik.

Dalam kenyataannya energi yang digunakan untuk menggerakkan

turbin didapatkan dari dua cara:

a. Dengan head ; memanfaatkan beda ketinggian permukaan air (energy

potensial sungai).

b. Tanpa head ; memanfaatkan aliran sungai (energi kinetik sungai).

Dimana head adalah jarak vertical atau besarnya ketinggian jatuhnya air.

Semakin besar head umumnya akan semakin baik karena air yang dibutuhkan

semakin sedikit dan peralatan semakin kecil, dan turbin bergerak dengan


kecepatan tinggi. Masalahnya adalah tekanan pada pipa dan kekuatan

sambungan pipa harus kuat dan diperhatikan dengan cermat.

PLTMH dapat beroperasi, karena dapat memanfaatkan potensi air

yang kecil .

Daya (power) yang dihasilkan dapat dihitung

berdasarkan persamaan sebagai berikut:

P = g.H.Q (W)

Dimana :

P = daya teoritis yang dikeluarkan (W)

H = tinggi jatuh air efektif (m)

Q = debit air (m3/s)

g = gravitasi (m/s2)

dari hasil percobaan yang dilakukan :

untuk mencari nilai (P out) yaitu

P = V.I, adapun nilai arus yang diperoleh dari hasil percobaan adalah 0.8 mA

dan tegangan yang dihasilkan yaitu 3.2 mV. Sehingga :

Dik : V = 3,2x10-3

volt

I = 0.8x10-3

ampere

Dit. P =….?

P = V.I

= 3,2x10-3

. 0.8x10-3

= 2.56x10-6

watt

Untuk mencari nilai (P in) yaitu

P = Q.g.h

Dik : Q = 2,012x10-5

m3/s

g = 9,8 m/s2

h = 2 m

P = Q.g.h

P = 2,012x10-5

. 9,8. 0,4

P = 3,94x10-4

watt


Sedangkan untuk mencari nilai efisiensinya dapat dirumuskan dengan

persamaan :

efisiensi = 2.56x10-6

/ 3,94x10-4

x 100 %

= 0,649 %

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan kita peroleh untuk nilai (Pout)

yaitu 2.56x10-6

watt

Dan untuk nilai (Pin) yaitu 3,94x10-4

watt. Sedangkan untuk nilai efisiensinya

yaitu 0,649 %.

E. Kelebihan dan Kekurangan PLTMH

Adapun kelebihan dari pembangkit listrik tenaga mikro hidro adalah

sebagai berikut:

a. Biaya pengoperasian dan pemeliharaannya murah.

b. Pengoperasiannya dapat dihentikan setiap saat tanpa melalui prosedur

yang rumit.

c. Sistemnya sangat sederhana dan memiliki ketangguhan yang baik,

sehingga dapat diandalkan.

d. Tidak memberikan dampak yang besar terhadap ekologi di sekitarnya.

Kekurangan dari PLTMH adalah daya yang dhasilkan terbatas

sehingga konsumernya juga terbatas dan pembangkit listrik tenaga mikro

hidro ini sangan bergantung pada aliran air sungai, kemungkinan apabila

musim kemarau debit air sungai menurun akan mengakibatkan kecepatan

kincir berkurang sehingga daya yang dihasilkan akan berkurang pula.


BAB III

PENUTUP

I. Kesimpulan

Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber

energi), turbin dan generator. Air yang mengalir dengan kapasitas tertentu

disalurkan dengan ketinggian tertentu menuju rumah instalasi (rumah

turbin). Di rumah instalasi, air tersebut akan menumbuk turbin dimana

turbin akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi

mekanik berupa berputarnya poros turbin. Poros yang berputar tersebut

kemudian ditransmisikan ke generator dengan mengunakan kopling. Dari

generator akan dihasilkan energi listrik yang akan masuk ke sistem kontrol

arus listrik. Begitulah secara ringkas proses Mikrohidro merubah energi

aliran dan ketinggian air menjadi energi listrik.

Mikrohidro atau sumber tenaga air sederhana ini hanya dapat

memperoleh niliai arus dan tegangan dengan nilai yang kecil di bandingkan

dengan Mikrohidro seperti yang biasa kita lihat.

Adapun nilai yang kami peroleh yaitu untuk nilai (Pout) yaitu 2.56x10-6

watt. Dan untuk nilai (Pin) yaitu 3,94x10-4

watt. Sedangkan untuk nilai

efisiensinya yaitu 0,649 %.


DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar dan Susumumu Kuwahara, 1974. “Pembangkitan Dengan Tenaga

Air”, Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik, Jilid I, Pradnya Paramita,

Jakarta.

Arismunandar, 1977, “Penggerak Mula Turbin”, Universitas ITB, Bandung.

Fritz Dietzel dan Dakso Sriyono, 1990 “Turbin Pompa dan Kompresor” Erlangga,

Jakarta.


LAMPIRAN

Gambar 1-3. Kegiatan simulasi alat pembangkit listrik tenaga mikro hidro.

tugas alat ukur

Technology