Proposal Skripsi Fix Perencanaan PLTMH Miftah Luthfi S1 Teknik Sipil UNiversitas Jember

8/17/2019 Proposal Skripsi Fix Perencanaan PLTMH Miftah Luthfi S1 Teknik Sipil UNiversitas Jember

1/26

PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA

MIKRO HIDRO PADA WADUK SIDODADI

GLENMORE BANYUWANGI

SKRIPSI

oleh

MIFTAH LUTHFI

NIM 121910301108

PROGRAM STUDI STRATA 1 (S1)

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS JEMBER

2016


2/26

PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA

MIKRO HIDRO PADA WADUK SIDODADI

GLENMORE BANYUWANGI

SKRIPSI

diajukan guna melengkapi tugas akhir dan memenuhi salah satu syarat

untuk menyelesaikan Program Studi Teknik Sipil (S1)

dan mencapai gelar Sarjana Teknik

Oleh:

MIFTAH LUTHFI

NIM 121910301108

PROGRAM STUDI STRATA 1 (S1)

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS JEMBER

2016


3/26

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) adalah alternatif sumber

energi listrik bagi masyarakat. Disaat sumber energi lain mulai menipis dan

memberikan dampak negatif, maka air menjadi sumber energi yang penting karena

dapat dijadikan sumber energi pembangkit listrik yang murah dan tidak

menimbulkan polusi. Selain itu, Indonesia kaya sumber daya air sehingga sangat

berpotensi untuk memproduksi energi listrik yang banyak.

Di Kecamatan Glenmore Kabupaten Banyuwangi dibangun embung

Sidodadi pada Perkebunan Kalirejo untuk menampung air hujan dan air sungai

Manggis untuk mengairi kebun tebu yang ada di wilayah Glenmore dengan luas

240,621 ha. Selain itu, waduk Sidodadi dibangun untuk tempat wisata alam yang

membutuhkan energi listrik untuk kebutuhan operasional.

Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya penghasil listrik

adalah memiliki kapasitas aliran dan ketinggian tertentu dari instalasi. Semakin

besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari instalasi maka semakin besar

energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik. Dengan melihat

keadaan Perkebunan Kalirejo yang membutuhkan energi listrik, merupakan alasan

mendasar untuk memanfaatkan potensi air sungai Manggis menjadi sumber

pembangkit listrik yang diharapkan dapat menyuplai energi listrik untuk area

perkebunan.

Beberapa penelitian yang telah dilakukan diantaranya adalah Aji Saka Dwi

Ramdhani dengan judul “Studi Perencanaan PLTMH 1x12 kW sebagai Desa

Mandiri Energi di Desa Karangsewu, Cisewu, Garut, Jawa Barat”, Ramli Kadir

dengan judul “Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)”,

Dody Andri Setyawan dengan judul “Kajian Potensi Sungai Curuk Untuk

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) Di Padukuhan Gorolangu, Kab.

Kulon Progo, Yogyakarta”.Untuk itulah dalam tugas akhir ini penulis akan

membahas tentang Perencanaan Bangunan Sipil Pembangkit Listrik Tenaga Mikro


4/26

Hidro (PLTMH) di Embung Sidodadi Kecamatan Glenmore Kabupaten

Banyuwangiz.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah yang akan dibahas pada penulisan ini adalah :

1. Berapa debit yang dihasilkan dari aliran sungai Manggis yang bisa

digunakan untuk PLTMH?

2. Bagaimana desain saluran pengambilan,saluran pembawa, bak pengendap,

bak penenang, pipa pesat, rumah pembangkit, saluran pembuang untuk

PLTMH?

1.3 Maksud dan Tujuan

Adapun maksud dan tujuan pada penulisan ini adalah :

1. Mengetahui debit yang dihasilkan dari aliran sungai Manggis yang bisa

digunakan untuk PLTMH.

2. Mengetahui desain saluran pengambilan,saluran pembawa, bak pengendap,

bak penenang, pipa pesat, rumah pembangkit, saluran pembuang untuk

PLTMH.

1.4 Manfaat Penelitian

Dengan penelitian ini diharapkan :

1. Mampu mendesain bangunan sipil berupa saluran pengambilan,saluran

pembawa, bak pengendap, bak penenang, pipa pesat, rumah pembangkit,

saluran pembuang pada PLTMH.

2. Sebagai bahan acuan pembelajaran ilmu tentang perencanaan bangunan

sipil PLTMH.


5/26

1.5 Batasan masalah

Lingkup penelitian ini hanya meliputi :

1. Perencanaan hanya sebatas bangunan sipil PLTMH (saluran pengambilan,

bak pengendap, bak penenang, pipa pesat, rumah pembangkit dan saluran

pembuang).

2. Tidak membahas terkait AMDAL dan Analisis Ekonomi.


6/26

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA`

2.1 Umum

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH), mempunyai kelebihan

dalam hal biaya operasi yang rendah jika dibandingkan dengan Pembangkit Listrik

Tenaga Diesel (PLTD), karena minihidro memanfaatkan energi sumber daya alam

yang dapat diperbarui, yaitu sumber daya air (Endardjo dkk, 1998). Dengan

ukurannya yang kecil penerapan mikro hidro relatif mudah dan tidak merusak

lingkungan. Rentang penggunaannya cukup luas, terutama untuk menggerakkan

peralatan atau mesin-mesin yang tidak memerlukan persyaratan stabilitas tegangan

yang akurat (Endardjo dkk, 1998).

Analisa hidrologi sangat diperlukan dalam merencanakan pembangkit

listrik mikrohidro, yaitu untuk menentukan debit andalan dan debit pembangkit

yang diperlukan untuk menentukan kapasitas dan energi yang dihasilkan oleh

PLTMH tersebut.

2.2 Debit Andalan

Guna mendapatkam kapasitas PLTMH, tidak terlepas dari perhitungan

berapa banyak air yang dapat diandalakan untuk membangkitkan PLTMH. Debit

anadalan adalah debit minimum (terkecil) yang masih dimungkinkan untuk

keamanan operasional suatu bangunan air, dalam hal ini adalah PLTMH.

Debit minimum sungai dianalisis atas dasar debit hujan sungai. Dalam

perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro ini, dikarenakan minimalnya

data maka metode perhitungan debit andalan menggunakan metode simulasi

perimbangan air dari Dr. F.J.Mock (KP.01,1936). Dengan data masukan dari curah

hujan di Daerah Aliran Sungai, evapotranspirasi, vegetasi dan karakteristik geologi

daerah aliran.

Metode ini menganggap bahwa air hujan yang jatuh pada daerah

aliran(DAS) sebagian akan menjadi limpasan langsung dan sebagian akan masuk


7/26

tanah sebagai air infiltrasi, kemudian jika kapasitas menampung lengas tanah sudah

terlampaui, maka air akan mengalir ke bawah akibat gaya gravitasi.

Debit andalan untuk Perencanaan PLTMH ini didapat dari hasil perhitungan

yang dilakukan oleh Abdul Kholiq Abrori pada skripsinya dengan judul

“Pemodelan Hujan Aliran Menggunakan Metode MOCK pada Sub DAS Kali

Manggis Banyuwangi” yang dilanjutkan dengan perhitungan menggunakan FDC.

2.3 Kurva Durasi Aliran (Flow Duration Curve)

Flow Duration Curve (FDC) adalah suatu grafik yang memperlihatkan debit

sungai selama beberapa waktu tertentu dalam satu tahun. Duration Curve

digambarkan dari data-data debit sekurang-kurangnya 10 tahun agar dapat

memberikan informasi yang bisa digunakan.

Dari 10 data debit diurutkan dari terkecil ke terbesar kemudian dicari

probabilitasnya untuk mengetahui tahun kering, normal, dan basah. Setelah

diketahui tahun kering fdilanjutkan dengan pengurutan bulan di tahun tersebut dari

debit terkecil ke terbesar juga dan dicari probabilitasnya untuk mendapatkan kurva

debit prediksi .

Data probabilitas menghasilkan data debit prediksi yang nantinya untuk

menentukan debit rencana PLTMH yang berbentuk kurva yang parameternya

berupa debit dan prosentase probabilitas.

2.4 Tinjauan Teknis

2.4.1 Pengertian dan prinsip PLTA

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah suatu bentuk perubahan

tenaga air dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga listrik, dengan

menggunakan turbin air dan generator. Daya (power) yang dihasilkan dapat

dihitung berdasarkan rumus berikut (Arismunandar dan Kuwahara, 1991) :

P = 9,8 x Heff x Q (kW) (2.1)

Dimana :

P = Tenaga yang dikeluarkan secara teoritis

H = Tinggi air jatuh efektif (m)


8/26

Q = Debit Pembangkit (m3/det)

9,8 = Percepatan gravitasi = 9,81m/s2

Sebagaimana dapat dipahami dari rumus tersebut di atas, daya yang

dihasilkan adalah hasil kali dari tinggi jatuh dan debit air, oleh karena itu

berhasilnya pembangkitan tenaga air tergantung dari pada usaha untuk

mendapatkan tinggi jatuh air dan debit yang besar secara efektif dan ekonomis.

Pada umumnya debit yang besar membutuhkan fasilitas dengan ukuran yang besar

misalnya, bangunan ambil air (intake), saluran air dan turbin (Arismunandar dan

Kuwahara, 1991).

2.4.2 Penentuan Tinggi jatuh Efektif

1. Jenis saluran air

Tinggi jatuh efektif dapat diperoleh dengan mengurangi tinggi jatuh total

(dari permukaan air pada pengambilan sampai permukaan air saluran bawah)

dengan kehilangan tinggi pada saluran air (Arismunandar dan Kuwahara, 1991).

Tinggi jatuh penuh (Full head) adalah tinggi air yang bekerja efektif pada turbin

yang sedang berjalan. Untuk jenis saluran air, bila diketahui permukaan air pada

bangunan pengambilan dan saluran bawah serta debit air, maka tinggi jatuh

efektif kemudian dapat ditentukan, dengan dasar pertimbangan ekonomis.

Misalnya, bila kehilangan tinggi jatuh air dapat dikurangi dengan memperbesar

penampang saluran air atau memperkecil kemiringannya, maka tinggi jatuh

dapat digunakan dengan efektif (Arismunandar dan Kuwahara, 1991).

2. Jenis waduk atau waduk pengatur

Jika naik turunnya permukaan air waduk sudah dapat ditentukan, maka tinggi

jatuh efektif maksimum dan minimum dapat ditentukan seperti diuraikan diatas,

sesuai dengan permukaan air waduk dalam keadaan maksimum dan minimum.

Namun apabila naik turunnya permukaan air yang ada sangat besar, perlu dip

erhatikan hal-hal sebagai berikut :


9/26

a) Tinggi jatuh normal

Ini adalah tinggi jatuh efektif yang dipakai sebagai dasar untuk

menentukan tenaga yang dihasilkan atau efisiensi dari turbin. Pada umumnya

turbin dapat bekerja dengan efisiensi maksimal pada tinggi jatuh ini.

b) Perubahan tinggi jatuh

Kapasitas efektif waduk dan naik turunnya permukaan air waduk

ditentukan berdasarkan atas daya puncak yang dihasilkan dan lamanya hal ini

berlangsung ; hal ini disesuaikan dengan hubungan antara penyediaan dan

kebutuhan tenaga, rencana penyediaan tenaga pada musim kemarau,

pemanfaatan air banjir, dan lain-lain.

2.4.3 Penentuan Debit Turbin

1.

Debit maksimum

Debit maksimum turbin ditentukan sedemikian rupa sehingga biaya

konstruksinya menjadi minimum berdasarkan lengkung debit sepuluh tahun

terakhir atau lebih. Nilainya pada umumnya dua kali debit dalam musim

kemarau (Arismunandar dan Kuwahara, 1991).

2. Jumlah air pasti

Jumlah air pasti (firm water quantity) adalah jumlah air yang pasti

dapat dimanfaatkan sepanjang tahun. Ini diperoleh dari jumlah air dalam

musim kering dikurangi dengan jumlah air yang dialirkan dibagian hilir

untuk keperluan pengairan, perikanan, pariwisata, dan lain-lain

(Arismunandar dan Kuwahara, 1991).


10/26

2.5 Klasifikasi PLTA

2.5.1 Penggolongan Berdasarkan Tinggi Terjunan (Arismunandar dan

Kuwahara, 1997).

Pusat listrik jenis terusan air (water way) adalah pusat listrik yang

mempunyai tempat ambil air (intake) di hulu sungai, dan mengalirkan air ke hilir

melalui terusan air dengan kemiringan (gradient) yang agak kecil. Tenaga listrik

dibangkitkan dengan memanfaatkan tinggi terjun dengan kemiringan sungai

tersebut. Jenis bendungan (dam) adalah jenis pusat listrik dengan bendungan yang

melintang sungai guna menaikan permukaan air dibagian hulu bendungan dan

membangkitkan tenaga listrik dengan memanfaatkan tinggi terjun yang diperoleh

antara disebelah hulu dan hilir sungai. Pusat listrik jenis bendungan dan terusan air

merupakan jenis gabungan dari kedua jenis tersebut diatas. Jenis ini

membengkitkan tenaga listrik dengan menggunakan tinggi terjun yang didapat dari

bendung dan terusan.

2.5.2 Penggolongan Menurut Aliran Air

Pusat listrik jenis aliran sungai langsung (run of river) kerap kali dipakai

pada pusat listrik jenis saluran air. Jenis ini membangkitkan tenaga listrik dengan

memanfatkan aliran air sungai itu sendiri secara alamiah. Pusat listrik dengan kolam

pengatur (regulating pond) mengatur aliran sungai setiap hari atau setiap minggu

dengan menggunakan kolam pengatur yang dibangun melintang sungai dan

membangkitkan tenaga listrik sesuai dengan perubahan beban. Pusat listrik jenis

waduk (reservoir) mempunyai sebuah bendungan besar yang dibangun melintang.

Dengan demikian terjadi sebuah danau buatan, kadang-kadang sebuah danau asli

dipakai sebagai waduk. Air yang dihimpun dalam musim hujan dikeluarkan pada

musim kemarau, jadi pusat listrik jenis ini sangat berguna untuk pemakaian

sepanjang tahun. Pusat listrik jenis pompa (pumped storage) adalah jenis PLTA

yang memanfaatkan tenaga listrik yang berlebihan pada musim hujan atau pada saat

pemakaian tenaga listrik berkurang pada tengah malam. Pada waktu itu air dipompa

ke atas dan disimpan dalam waduk. Jadi pusat listrik jenis ini memanfaatkan


11/26

kembali air yang didapat untuk membangkitkan tenaga listrik pada beban puncak

pada siang hari.

2.6 Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)

2.6.1 Perkembangan Pusat Listrik Tenaga Air

Akhir-akhir ini di dunia termasuk negara-negara maju, memperhatikan

pembangunan PLTA berkapasitas kecil. Pembagian PLTA dengan kapasitas kecil

pada umumnya adalah sebagai berikut (Patty, 1995):

1. PLTA mikro < 100 kW

2. PLTA mini 100 - 999 kW

3. PLTA kecil 1000 - 10000 kW

Dengan kemajuan teknis, tinggi = 1 – 1,5 m dapat digunakan dan kapasitas

turbin dapat dibuat 4 – 5 kW. Salah satu sebab bagi negara-negara maju

membangun PLTA berkapasitas kecil ini adalah harga minyak OPEC yang terus

meningkat sekarang ini, di samping bertambahnya kebutuhan listrik (Patty, 1995).

Di Indonesia salah satu program pemerintah adalah listrik masuk desa terpencil di

daerah pegunungan, pembangunan PLTA menghubungkan desa ini dengan

hantaran tegangan tinggi tidaklah ekonomis. Berdasarkan pertimbangan diambil

langkah-langkah berikut dalam perencanaan PLTA mikro hidro untuk suatu daerah

pedesaan (Patty, 1995) :

1. Mempelajari bangunan air irigasi (irigasi, drainase dan lain- lain) yang sudah ada

di desa tersebut.

2. Meneliti bahan bangunan yang terdapat di tempat serta pendidikan masyarakat

desa.

3. Meneliti mesin yang hendak dipakai, lebih baik digunakan mesin yang lebih

mahal tetapi memerlukan biaya yang lebih sedikit dan waktu yang lebih singkat

untuk reparasi.

2.6.2 Penerapan Teknologi Mikro Hidro

Sekarang ini masih menghadapi berbagai kendala, sehingga baru sebagian

kecil dari potensi tenaga air yang ada di daerah irigasi dan sungai-sungai kecil


12/26

diseluruh Indonesia yang sudah dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga mikro

hidro. Kendala utama yang perlu diatasi dengan sebaik-baiknya adalah bahwa

sampai sekarang teknologi mikro hidro belum dapat mencapai nilai komersial yang

baik. Mikro hidro masih disebut secara pesanan, sehingga mikro hidro dengan

kehandalan tinggi yang disebut dengan teknologi maju membutuhkan biaya

investasi awal yang besar. Sebaliknya, mikro hidro yang dibuat dengan

menggunakan teknologi sederhana, walaupun tidak membutuhkan biaya investasi

awal yang besar, pada umumnya mempunyai kehandalan rendah dan masih

memerlukan biaya pemeliharaan yang tinggi untuk menjamin kelangsungan

operasinya. Selain itu, mikro hidro yang kehandalannya rendah sering mengalami

gangguan pengoperasian yang dapat merugikan konsumen (Endardjo dkk, 1998).

Pengembangan rancang bangun mikro hidro standar PU dimaksudkan sebagai

upaya standarisasi untuk mengembangkan mikro hidro standar yang mempunyai

kehandalan tinggi dengan biaya investasi awal yang layak (Endardjo dkk, 1998).

2.6.3 Rancangan Konsep Rancang Bangun Mikrohidro

Dari hasil studi awal telah dapat disiapkan rancangan konsep rancang

standar PU yang masih bersifat sementara dan akan terus disempurnakan (Endardjo

dkk,1998)

1. Konstruksi bangunan sipil

Saluran kolam tandon dan bagian-bagiannya dibuat dari komponen-

komponen modular saluran terbuka (U-Ditch) beton pracetak yang

diproduksi secara pabrikasi.

Pipa pesat dan bagian-bagiannya dibuat dari komponen- komponen modular

pipa beton pracetak yang diproduksi secara pabrikasi.

Bak penampung belakang, untuk menampung aliran air dari turbin, dibuat

dari komponen modular beton pracetak yang diproduksi secara pabrikasi.

Rumah pembangkit merupakan rumah sederhana dengan dinding dari

pasangan bata/batako atau papan dan atap dari seng gelombang yang secara

keseluruhan dibangun ditempat.


13/26

2. Konstruksi peralatan elektro-mekanik

a. Turbin cross flow berikut adaptor pipa pesat dan bagian- bagian lainnya

dibuat dari konstruksi besi plat, besi profil dan besi cor secara pabrikasi.

b. Generator lengkap dengan pengatur tegangan otomatis (AVR)

menggunakan produk yang tersedia di pasar.

c. Penyelaras daya (kontrol beban) sedang dikaji apakah akan menggunakan

sistem pengontrol kecepatan turbin atau sistem pembuang kelebihan daya.

d. Panel kontrol (panel daya) menggunakan produk yang tersedia dipasar.

Berikut ini dikemukakam beberapa hal pokok yang menjadi fokus perhatian

dalam pengembangan rancang bangun mikrohidro standar PU (Endardjo dkk,

1998):

1. Sistem Konstruksi

Pemilihan sistem konstruksi dengan komponen- komponen modular

yang dibuat secara pabrikasi didasarkan pada pertimbangan bahwa biaya

konstruksi akan dapat ditekan serendah mungkin apabila sebagian besar

elemen bangunan/peralatan dibuat secara massal.

2.

Kapasitas Daya Mikrohidro

Penetapan kapasitas daya maksimum mikrohidro sebesar 50 kW

didasarkan pada perkiraan sementara (belum dilakukan studi) bahwa harga

komersial mikrohidro yang dapat diterima oleh pasar tidak lebih dari Rp

150.000.000,- dan harga per kW mikrohidro untuk kapasitas daya 50 kW

maksimum Rp 3.000.000,- perkiraan kasar harga per kW mikrohidro

bersifat sangat sementara karena dalam komponen mikrohidro masih ada

kandungan impor.

3.

Kapasitas Tinggi Terjun dan Debit Mikrohidro

Kapasitas tinggi terjun mikrohidro ditetapkan maksimum 50 m

didasarkan pada kemampuan memikul beban tekanan dari komponen-

komponen mikrohidro yang sedang dikembangkan. Sedangkan kapasitas

tinggi terjun minimum ditetapkan 4 m dimaksudkan untuk membatasi besar


14/26


15/26

pertimbangan dasar stabilitas sungai dan aman terhadap banjir, dapat dipilih lokasi

untuk bendung (Weir) dan intake. Tujuan dari intake adalah untuk memisahkan

air dari sungai atau kolam untuk dialirkan ke dalam saluran, penstock atau bak

penampungan. Tantangan utama dari bangunan intake adalah ketersediaan debit air

yang penuh dari kondisi debit rendah sampai banjir. Juga sering kali adanya lumpur,

pasir dan kerikil atau puing-puing dedaunan pohon sekitar sungai yang terbawa

aliran sungai.

Beberapa hal yang menjadi pertimbangan dalam memilih lokasi Bendung

(Weir) dan Intake, antara lain :

a. Jalur daerah aliran sungai Lokasi bendung (Weir) dan intake dipilih pada daerah

aliran sungai dimana terjamin ketersediaan airnya, alirannya stabil, terhindar

banjir dan pengikisan air sungai.

b.Stabilitas lereng yang curam Oleh karena pemilihan lokasi PLTMH sangat

mempertimbangkan head, sudah tentu pada lokasi lereng atau bukit yang curam.

Dalam mempertimbangkan lokasi bangunan Bendung (Weir) dan Intake

hendaknya mempertimbangkan stabilitas sedimen atau struktur tanahnya yang

stabil.

c. Memanfaatkan fasilitas saluran irigasi yang ada di pedesaan

Pemanfaatan ini dapat dipertimbangkan untuk efisiensi biaya konstruksi,

karena sudah banyak sungai di pedesaan telah dibangun konstruksi sipil untuk

saluran irigasi.

d. Memanfaatkan topografi alami seperti kolam dan lain-lain

Penggunaan kealamian kolam untuk intake air dapat memberikan

keefektifan yang cukup tinggi untuk mengurangi biaya, disamping itu juga

membantu menjaga kelestarian alam, tata ruang sungai dan ekosistem sungai.

Yang perlu diperhatikan adalah keberlanjutan kolam dan pergerakan sedimen.

e. Level volume yang diambil (Tinggi Dam) dan level banjir


16/26

Karena pembangunan bendung/dam inatek pada bagian yang sempit dekat

sungai, maka level banjir pada daerah itu lebih tinggi sehingga diperlukan daerah

bagian melintang dam yang diperbesar untuk kestabilan.

f. Perletakan Intake selalu pada posisi terluar dari lengkungan sungai.

Pertimbangan ini dilakukan untuk memperkecil sedimen didalam saluran

pembawa. Dan sering kali dibuat pintu air intake untuk melakukan pembilasan

sedimen yang terendap dari intake.

g. Keberadaan penggunaan air sungai yang mempengaruhi keluaran/debit air.

Jika intake untuk pertanian atau tujuan lain yang mengambil air maka akan

mempengaruhi debit sungai.

2. Bak Pengendap (Settling Basin)

Fungsi bangunan ini adalah untuk :

a. Penyalur yang menghubungkan intake dengan bak pengendap sehingga

panjangnya harus dibatasi.

b. Mengatur aliran air dari saluran penyalur sehingga harus mencegah

terjadinya kolam pusaran dan aliran turbulen serta mengurangi kecepatan

aliran masuk ke bak pengendap sehingga perlu bagian melebar.

c. Sebagai bak pengendap adalah untuk mengendapkan sedimen dimana

untuk detil desainnya perlu dihitung dengan formulasi hubungan panjang

bak, kedalaman bak, antara kecepatan pengendap, dan kecepatan aliran.

d. Sebagai penimbunan sedimen, sehingga harus didesain mudah dalam

pembuangan sedimen.

e.

Sebagai spillway yang mengalirkan aliran masuk ke bagian bawah dimana

mengalir dari intake.

3. Saluran Pembawa (Channel/headrace)

Saluran pembawa mengikuti kontur permukaan bukit untuk menjaga energi

dari aliran air yang disalurkan.


17/26


18/26

a. Topografi yang dilewati memiliki tingkat kemiringan yang memenuhi

persyaratan dimana rute pipa pesat harus berada di bawah minimum garis

kemiringan hidraulik.

b. Stabilitas tanah dari daerah yang dilewati.

c.

Pemanfaatan jalan yang telah ada atau tersedia.

6. Rumah Pembangkit (Power House)

Sesuai posisinya, rumah pembangkit ini dapat diklasifikasikan kedalam tipe

di atas tanah, semi di bawah tanah, di bawah tanah. Sebagian besar rumah

pembangkit PLTMH adalah di atas tanah. Untuk pertimbangan desain rumah

pembangkit, perlu dipertimbangkan :

a. Lantai rumah pembangkit dimana peralatan PLTMH ditempatkan, perlu

memperhatikan kenyamanan selama operasi, mengelola, melakukan perawatan

dimana terjadi pekerjaan pembongkaran dan pemasangan peralatan.

b. Memiliki cukup cahaya masuk untuk penerangan di siang hari dan adanya

ventilasi udara.

c.

Kenyamanan jika operator berada didalamnya seperti untuk melakukan

pengendalian ataupun pencatatan secara manual.

Konstruksi untuk desain rumah pembangkit PLTMH juga tidak terlepas

dari skema sistem PLTMH yang bergantung pada jenis dan tipe turbin yang

digunakan, dan sirkulasi air yang dikeluarkan setelah menggerakkan turbin. Karena

itu ada beberapa pertimbangan tipe desain rumah pembangkit sesuai jenis turbin

yang digunakan, sebagai berikut :

a.

Rumah pembangkit menggunakan turbin jenis “Turbin Implus”

Desain konstruksi rumah pembangkit ini perlu mempertimbangkan

jarak bebas antara dasar rumah pembangkit dengan permukaan air buangan

turbin (afterbay). Pada kasus turbin implus (turbin pelton, turgo dan

crossflow), air yang dilepas oleh runner turbin secara langsung dikeluarkan

kedalam udara di tailrace. Permukaan air di bawah turbin akan bergelombang.

Oleh karena itu jarak bebas antara rumah pembangkit dengan permukaan air

afterbay harus dijaga paling tidak 30-50 cm. kedalaman air di afterbay harus


19/26

dihitung berdasarkan suatu formulasi antara desain debit dan lebar saluran di

tailrace. Kemudian air di afterbay harus ditentukan lebih tinggi dari pada

estimasi air banjir. Juga head antara pusat turbin dan level air pada outlet

harus menjadi headloss.

b.

Rumah turbin menggunakan turbin jenis “Turbin Reaction”

Hal yang sama dalam desain konstruksi rumah turbin menggunakan

jenis reaction (Francais, Propeller), adalah prilaku air afterbay. Pada kasus

menggunakan turbin tipe reaction, air dikeluarkan kedalam afterbay melalui

turbin. Head antara turbin dan level air dapat digunakan untuk

membangkitkan tenaga. Dengan demikan desain konstruksinya

memperbolehkan posisi tempat pemasangan turbin berada di bawah level

air banjir, dan pada desain konstruksinya perlu disediakan tempat untuk

menempatkan peralatan seperti pintu tailrace, dan pompa.

7. Saluran Pembuang Akhir (Tail Race)

Saluran pembuang akhir (tail race) direncanakan berbentuk persegi empat dari

pasangan batu.

A = b x h (2.2)

V = Q / A (2.3)

P = b + 2h (2.4)

R = A / P (2.5)

Rumus Manning : V = 1 x S1/2 x R2/3 (2.6)

S = [ (n x V) / R2/3 ]2 (2.7)

2.7. Perencanaan Daya Listrik

Pada prinsipnya pembangkit tenaga air adalah suatu bentuk perubahan

tenaga air dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga listrik dengan

menggunakan turbin air dan generator. Daya (power) teoritis yang dihasilkan dapat

dihitung berdasarkan persamaan empiris berikut (Arismunandar dan Kuwahara,

1991) :

P = 9,8 x Q x H eff (kW) (2.8)


20/26

Dimana :

P = Tenaga yang dihasilkan secara teoritis (kW)

Q = Debit pembangkit (m³/det)

Heff = Tinggi jatuh efektif (m)

9,8 = Percepatan gravitasi (m/s2)

Seperti telah dijelaskan bahwa daya yang keluar merupakan hasil perkalian

dari tinggi jatuh dan debit, sehingga berhasilnya suatu usaha pembangkitan

tergantung dari usaha untuk mendapatkan tinggi jatuh air dan debit yang besar

secara efektif dan ekonomis. Selain itu pembangkitan tenaga air juga tergantung pada kondisi geografis, keadaan curah hujan dan area pengaliran (catchment area)

(Arismunandar dan Kuwahara, 1991).

Penentuan tinggi jatuh efektif dapat diperoleh dengan mengurangi tinggi

jatuh total (dari permukaan air sampai permukaan air saluran bawah) dengan

kehilangan tinggi pada saluran air. Tinggi jatuh penuh adalah tinggi air yang kerja

efektif saat turbin air berjalan (Arismunandar dan Kuwahara, 1991).

Adapun debit yang digunakan dalam pembangkit adalah debit andalan yang

terletak tepat setinggi mercu yaitu debit minimum. Karena pembangkit ini

direncanakan beroperasi selama 24 jam sehari semalam (Arismunandar dan

Kuwahara, 1991).


21/26

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

Untuk mendapatkan sebuah hasil kesimpulan dari suatu permasalahan,

maka diperlukan data-data untuk menunjang penelitian. Data-data tersebut

kemudian diolah dengan tahapan pengolahan yang telah ditentukan. Metodologi

penelitian adalah suatu pembahasan yang berisi tentang penjelasan mengenai

langkah-langkah sistematika penelitian yang dimulai dari pengolahan data hingga

penyelesaian.

3.1 Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian (Gambar 3.1) dalam penelitian ini adalah di Kebun

Kalirejo, Kecamatan Glenmore, Kabupaten Banyuwangi, Provinsi Jawa Timur

tepatnya pada koordinat 8° 18' 0" Selatan, 114° 3' 0" Timur. Kecamatan Glenmore

sendiri berada di antara Kecamatan Kalibaru dan Kecamatan Genteng.

Gambar 3.1 Peta Lokasi sumber google map


22/26

3.2 Data dan Alat

3.2.1 Data

Data merupakan komponen penting dalam melakukan suatu penelitian

maupun kajian. Data didapatkan dari survey lapangan dan pihak-pihak maupun

instansi-instansi terkait. Berikut ini adalah data-data yang di perlukan dalam

penelitian ini :

1. Layout Perkebunan

Data layout Perkebunan, kontur diperoleh dari hasil survey lapangan pada

lokasi penelitian. Selain layout Perkebunan, data lain yang di perlukan

adalah data long section dan cross section. Data survey ini didapat dengan

menggunakan GPS dan Total Station.

2. Data debit

Data curah hujan didaptakan dari hasil rekam stasiun hujan yang berada

pada wilayah lokasi penelitian. Data ini diperoleh dari instansi terkait yakni

Dinas Pengairan Kabupaten Banyuwangi. Data curah hujan yang digunakan

dalam penelitian ini adalah data curah hujan harian yang terjadi selama 10

tahun terakhir yaitu tahun 2005-2014.

3. Peta Topografi

Peta topografi diambil dari google map dan google earth, kemudian di

gambarkan pada program AutoCAD sesuai skala yang sebenarnya.

3.2.2 Alat

Penelitian ini menggunakan beberapa alat bantu untuk mendapatkan data-

data yang diinginkan. Adapun alat yang diperlukan meliputi :

1. Total Station

Total Station adalah instrumen optik/elektronik yang digunakan dalam

pemetaan dan konstruksi. Alat ini digunakan untuk mengukur beda tinggi

dan elevasi pada titik yang ditentukan. Pengukuran ini dilakukan dengan

profil memanjang (long section) dan melintang (cross section).


23/26

2. Rol meter

Alat ini digunakan untuk mengukur jarak atau panjang bentang pada saluran

yang ditinjau. Rol meter yang digunakan dalam penelitian ini adalah rol

meter yang terbuat dari fiberglass dengan panjang 50 meter dan 100 meter.

3. GPS

GPS adalah alat yang digunakan untuk menentukan koordinat titik awal

dalam penelitian ini. Titik koordinat tersebut digunakan sebagai datum atau

referensi local dan untuk mengetahui koordinat (x,y).

3.3

Metodologi Pelaksanaan

1.Pengumpulan data:

a.

Data layout daerah perkebunan Sidodadi diperoleh langsung dari hasil

survei. Didapatkan dengan melakukan pengukuran long section (profil

memanjang) dan cross section (profil melintang), menjadikan titik pertama

(ujung) sebagai datum atau referensi lokal jika ternyata di lokasi penelitian

tidak ada BM yang terdekat.

b. Data debit

c. Mengukur tinggi muka air, kecepatan dan luas penampang sungai.

d. Merencanakan Site Plan.

e. Menentukan letak/posisi Intake saluran pengambil air pada Sungai

Manggis.

f.

Menentukan bak pengendap.

g.

Menentukan dimensi saluran pembawa dan bak penenang.

h. Menentukan bahan dan dimensi pipa yang akan digunakan.

i.

Mengukur tinggi terjunan dan jarak lintasan pipa dari bak penenang

sampai ke power house.

j.

Menentukan saluran pembuang dari rumah pembangkit menuju waduk.

2. Persamaaan

Menggunakan Flow Duration Curve (FDC) dan persamaan daya

yang akan digunakan dalam perhitungan.


24/26

3. Perhitungan

Menghitung debit andalan dan daya yang dihasilkan oleh PLTMH.

4. Pembahasan

Data yang telah diolah kemudian dibahas untuk mendapatkan hasil

dari penulisan penelitian ini.


25/26

Gambar 3.2. Bagan Alir Penelitian

Mulai

Data sungai

(Debit dan

penampang)

Peta Kontur

Data Klimatologi

dan Curah Hujan

Peta(topografi,DAS)

Perhitungan Debit

Rencana PLTMH (FDC)

Perencanaan

Bangunan Sipil

Desain

Bangunan Sipil

Selesai


26/26

Proposal Skripsi Fix Perencanaan PLTMH Miftah Luthfi S1 Teknik Sipil UNiversitas Jember

Documents

Transcript of Proposal Skripsi Fix Perencanaan PLTMH Miftah Luthfi S1 Teknik Sipil UNiversitas Jember