## KAJIAN POTENSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO DI SUNGAI WAE BOBOT KECAMATAN WERINAMA KABUPATEN SERAM BAGIAN TIMUR

## H. M. Achmad Sofyan Kelian
Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Ambon maskelian@gmail.com

## ABSTRACT
This research study exploiting of potency charge river alternatively resource of energi for the power station of hydro  mini  energy  (  PLTMH).  Case  study  the  evaluated  is Wai  Bobot River  which  located  in  Countryside Fragon  Enchain,  District  Of  Field  Jar  Pate;Upstream,  Sub-Province  of Werinama Kab. Seram  Bagian  Timur. Power  Station  Of  Hydro  Mini  Energy  (  PLTMH)  expected  can  be  woke  up  by  Local  Government  Of  Sub- Province of Werinama Kab.Seram Bagian Timur to obtain;get energy capacities attached equal to 27 kW to 42 house and 0,514 kW to each;every house by exploiting Wai Bobot River. Dimension Building barricade PLTMH specified from pursuant to River Wai Bobot floods debit equal to Q= 55 m 3 / det. Debit plan equal to 0,80 m 3 / det  obtained  from  result  of  direct  measurement  in  field  by  considering  various  aspect  for  example  :  yielded energy,  scheme  of  PLTMH,  high  fall,  turbine  operational  and  also  defrayal  of  work  of  and  civil  of  elektro- mekanikal lowest.

## Keyword : PLTMH; resource of energi

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia berada di daerah tropis dan memiliki sumber  daya  energi  terbarukan,  terutama  sumberdaya energi  mikrohidro.  Namun  demikian,  masih  banyak pemerintah  daerah,  masyarakat,  pelaku  usaha,  serta para  pihak  yang  belum  memanfaatkan  adanya kesempatan dan  keberuntungan  akan  sumber  daya energi  mikrohidro  tersebut.  Kebijakan  pengembangan energi  terbarukan  dan  pembangunan  mikrohidro  saat ini  belum  tercerna  dengan  baik  oleh  sebagian  besar pemerintah dan  masyarakat di daerah,  walaupun pada beberapa  provinsi dan  kabupaten  sudah  mulai  aktif dan  cukup  intensif  dalam  memanfaatkan  energi mikrohidro.
Sumber  Daya  Air  adalah  sumber  daya  dengan beragam  kegunaan  yang  sangat  dibutuhkan  dalam kehidupan  manusia  sehari-hari.  Kegunaan  air  juga meliputi  penggunaan  air  dalam upaya  pengadaan energi  listrik  yang  juga  merupakan  kebutuhan  utama dalam masyarakat.  Keterbatasan  tenaga  listrik merupakan salah satu permasalahan yang harus segera diatasi  sehingga  tidak  mengakibatkan  krisis  yang dapat  berdampak  lebih  besar.  Dalam  hal  penyediaan listrik,  perluasan  jaringan  sampai  ke  daerah-daerah terpencil  pada  umumnya  tidak  ekonomis.  Begitu  juga dengan  penggunaan  pembangkit  berbahan  bakar  fosil untuk  daerah  terpencil  biasanya  tidak  ekonomis, karena  skala  pembangkitan  yang  terlalu  kecil  dan tingginya  biaya  bahan  bakar.  Meskipun  demikian, penyediaan  listrik  tetap  harus  dilakukan  karena merupakan  investasi  sosial  yang  tak  terhindarkan dalam rangka peningkatan kesejahteraan masyarakat.
Oleh  karena  itu,  untuk  memenuhi  kebutuhan akan  penerangan listrik  pada  daerah  terpencil  perlu diciptakan  alat  yang  dapat  menjangkau  tempat terpencil  yang  murah  dan  ramah  lingkungan,  yaitu Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikrohidro  (PLTMH). Pemasangan  pembangkit  listrik  tenaga  air  atau
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikrohidro  (PLTMH) khususnya didaerah terpencil masih perlu dikembangkan  melihat  daerah  di  Indonesia  yang banyak  sekali  air  yang  belum  dimafaatkan  secara optimal,  dan  masih  banyak  pula  daerah  terpencil  di Indonesia  yang  belum  terjangkau  oleh  aliran  listrik (PLN). Sebagai  alternatif  pembangkit  listrik  dengan menggunakan  diesel  (PLTD)  yang  menggunakan bahan  bakar  minyak  khususnya  solar  yang  biaya operasionalnya  lebih  besar  dibanding  PLTMH, disamping itu PLTMH juga ramah lingkungan.
Melihat  keadaan  daerah  Maluku  khususnya Kabupaten  Seram  Bagian  Timur  pada  Kecamatan Werinama  terdapat  beberapa  daerah  yang  belum terjangkau  aliran  listrik  sehingga  masyarakat  lebih memilih menggunakan genset sebagai alat penerangan yang tentunya sangat membutuhkan biaya operasional yang besar. Kecamatan Werinama dan sekitarnya yang belum  terjangkau  jaringan  listrik,  merupakan  alasan mendasar  untuk  memberdayakan  potensi  sungai  Wae Bobot menjadi sumber pembangkit tenaga listrik yang diharapakan  dapat  membantu  masyarakat  Kecamatan Werianama  dalam  meningkatkan  keadaan  ekonomi dan  memenuhi  kebutuhan  kelistrikan  di  daerah tersebut.
Untuk  itulah  perlu  dilakukan  penelitian  dan kajian  terhadap  aliran  sungai  Wae  Bobot  apakah berpotensi  untuk  dikembangkan  menjadi  Pembangkit Listrik  Tenaga  Mikrohodiro (PLTMH)  ataukah  tidak. Bila  berpotensi  untuk dijadikan  sumber  energi  listrik, maka  perlu  diketahui  berapa  besar  kemungkinan energi  listrik  yang  dapat  dihasilkan  dan  berapa desa/atau  negeri  yang  dapat  dijangkau  dan  dapat menikmati energi listrik dari arus sungai wae bobot.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Hidro
Pada  dasarnya  suatu  pembangkit  listrik  tenaga hidro  berfungsi  untuk  mengubah  potensi  tenaga  air yang berupa aliran air (sungai) yang mempunyai debit dan  tinggi  jatuh  (head)  untuk  menghasilkan  energi listrik. Secara  umum  Pusat  Listrik  Tenaga  Air  terdiri dari :
1) Pembangkit listrik tenaga mikrohidro,
2) Pembangkit listrik tenaga minihidro, dan
3) Pembangkit listrik tenaga Air.
Pembangkit listrik tenaga hidro dapat dikatagorikan  dan  diklasifikasikan  sesuai  besar  daya yang  dihasilkannya,  sebagaimana  diperlihatkan  pada tabel berikut:
Tabel 1. Jenis Pembangkit tenaga air
No. JENIS

## DAYA / KAPASITAS
1. PLTA >   5 MW     ( 5.000 kW). 2. PLTM 100 kW  < PLTM <  5.000 kW 3. PLTMH < 100 kW
Sumber: Severn Wye Energi Agency, www.swea.co.uk

## 2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
Mikrohidro  adalah  istilah  yang  digunakan untuk  instalasi  pembangkit  listrik  yang  menggunakan energi air. Mikro artinya kecil sedangkan hidro artinya air.  Dalam  prakteknya  istilah  ini  tidak  merupakan sesuatu  yang  baku,  namun  bisa  dibayangkan  bahwa Mikrohidro  pasti  menggunakan  air  sebagai  sumber energinya.
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikro  Hidro  atau biasa  disebut  PLTMH  merupakan  pembangkit  listrik skala  kecil  yang  memanfaatkan  aliran  air  sebagai tenaga (resources) untuk  menggerakan  turbin, mengubah energi potensial air menjadi kerja mekanis, memutar  turbin  dan  generator  untuk  menghasilkan daya listrik skala kecil, yaitu sekitar 5-100 kW.
PLTMH  termasuk  sumber  energi  terbarukan dan  layak  disebut clean  energi karena  ramah lingkungan.  Dari  segi  teknologi,  PLTMH  dipilih karena konstruksinya sederhana,  mudah dioperasikan, serta  mudah  dalam  perawatan  dan  penyediaan  suku cadang.
Secara ekonomi, biaya operasi dan perawatannya relatif murah, sedangkan biaya investasinya cukup bersaing dengan pembangkit listrik lainnya.  Secara  sosial,  PLTMH  mudah  diterima masyarakat  luas  (bandingkan  misalnya  dengan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir). PLTMH biasanya dibuat  dalam  skala  desa  di  daerah-daerah  terpencil yang belum mendapatkan listrik dari PLN. Tenaga air yang  digunakan  dapat  berupa  aliran  air  pada  sistem irigasi, sungai yang dibendung atau air terjun.
Adapun  kelebihan  PLTMH  adalah  sebagai berikut:
1. Ramah  Lingkungan dan  tebarui  ;  PLTMH merupakan pembangkit listrik yang paling ramah lingkungan  juga  tidak  mencemari  dan  merusak alam,  karena  menggunakan  air  sebagai  sumber tenaganya.  PLTMH  juga  tidak  mengganggu aliran sungai secara signifikan.
2. Teknologi  yang  handal  ;  Teknologi  yang digunakan  handal  dan  kokoh  sehingga  mampu beroprasi lebih dari 15 tahun.
3. Biaya oprasional murah
4. Tingkat perawatan peralatan lebih sederhana.
5. Efisiensi tinggi (70%-85%).
6. Pengoprasiannya mudah.
7. Tidak konsumtif terhadap pemakaian air.
8. Energi yang dihasilkan dapat diperhitungkan.
9. Sumber  potensi  yang  banyak  terdapat  di Indonesia.

## 2.3 Prinsip kerja PLTMH
PLTMH  pada  prinsipnya  memanfaatkan  beda ketinggian  dan  jumlah  debit  air  per  detik  yang  ada pada  aliran  air  saluran  irigasi,  sungai  atau  air  terjun. Aliran  air  ini  akan  memutar  poros  turbin  sehingga menghasilkan  energi  mekanik.  Energi  ini  selanjutnya menggerakkan generator dan menghasilkan listrik.
Pembangunan  PLTMH  perlu  diawali  dengan pembangunan  bendungan  untuk  mengatur  aliran  air yang  akan  dimanfaatkan sebagai  tenaga  penggerak PLTMH.  Bendungan  ini  dapat  berupa  bendungan beton  atau  bendungan  beronjong.  Bendungan  perlu dilengkapi  dengan  pintu  air  dan  saringan  sampah untuk  mencegah  masuknya  kotoran  atau  endapan lumpur.  Bendungan  sebaiknya  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 menyaring 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. Biasanya terbuat dari pipa  baja  yang  dirol,  lalu  dilas.  Untuk  sambungan antar  pipa  digunakan flens.  Pipa  ini  harus  didukung oleh  pondasi  yang  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 kinetic yang  akan  memutar  poros  turbin.  Energi  yang  timbul akibat  putaran  poros  kemudian  ditransmisikan  ke generator. Seluruh sistem ini harus seimbang/balance. Turbin  perlu  dilengkapi casing yang  berfungsi mengarahkan air ke runner. Pada bagian bawah casing terdapat  pengunci  turbin.  Bantalan  (bearing)  terdapat pada sebelah kiri dan kanan poros dan berfungsi untuk menyangga 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  efisiensinya  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  transmisi  tidak  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 biasa digunakan 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 Perhitungan Teknis PLTMH
Potensi daya mikrohidro dapat dihitung dengan persamaan:
Daya (P) = g x Q x H n x η ………………………. (1)
dimana:
P = Daya (kW) Q = debit aliran (m 3 /s) H n = Head net (m) g = konstanta gravitasi (9,8 m/s)
η
= efisiensi keseluruhan.
Misalnya, diketahui data di suatu lokasi adalah sebagai berikut: Q = 300 m 3 /s, H n = 12 m dan η = 0.5. Maka, besarnya potensi daya (P) adalah:
P = 9.8 x Q x Hn x h = 9.8 x 300 x 12 x 0.5
= 17640 kW
= 17,64 MW

## Kapasitas Aliran Air (debit)
Debit  merupakan  salah  satu  parameter  penting dalam  perencanaan  PLTMH.  Ukuran  debit  air  akan menentukan  besarnya  energi yang  mampu  dihasilkan. Debit  juga  akan  menentukan  ukuran  dan  jenis  turbin yang  akan  digunakan.  Pengukuran  debit  aliran  sungai biasanya dilakukan dengan menggunakan alat Current Meter  Counter,  pengukuran  dilakukan  di  sepanjang penampang  melintang  sungai.  Dan  bisa  dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:
Q = V.A …………………………………………. (2)
dimana:
Q = debit aliran (m 3 /s)
V
= kecepatan aliran (m/s) A = luas penampang

## Tinggi Jatuh (head)
Head adalah  ketinggian  vertikal  dimana  air  jatuh. Pengukuran head dilakukan  dengan  menggunakan Theodolite, pengukuran dilakukan di sepanjang sungai dari hulu sungai, yang diperkirakan merupakan lokasi dam,  sampai  hilir,  yang  diperkirakan  tempat  instalasi mesin pembangkit. Besarnya head dinyatakan dengan satuan meter (m).

## 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat Penelitian
Penelitian  ini dilakukan  pada  Kecamatan Werinama  Kabupaten  Seram  Bagian  Timur  yakni aliran sungai Wae Bobot.

## 3.2 Metode Analisis
Metodologi  yang  digunakan  dalam penelitian ini adalah Metode Survei. Melakukan survei langsung pada lokasi penelitian, dengan mendapatkan data-data primer  berupa  data  mengenai  debit  aliran  dan  head (beda  ketinggian/tinggi  jatu  air). Kemudian,  untuk pengukuran data  debit dilakukan  sebanyak  2  (dua) kali,  yaitu  saat  puncak  musim  penghujan  dan  puncak musim  kemarau  sehingga  laju  aliran  (debit)  sungai maksimum  dan  minimum  dapat  diukur.  Sedangkan dalam  perhitungan  perkiraan  potensi  daya  awal menggunakan debit rata-rata.
Selain  itu,  diguanakn data  pendukung,  yaitu: kondisi  air  (keasaman,  kekeruhan, serta  kandungan pasir  atau  lumpur),  keadaan  dan  kestabilan  tanah  di lokasi  bangunan  sipil,  serta  ketersediaan  bahan,  juga panjang  sungai,  lebar  sungai,  transportasi  dan  tenaga trampil  (operator).  Dan  data  skunder  meliputi gambaran  umum  wilayah, populasi  dan  jumlah  KK, jarak  lokasi  terhadap  jaringan  PLN  terdekat,  data kependudukan,  kewilayahan,  data  potensi  desa  atau kecamatan, dan lain-lain.

## 3.3 Alat dan Bahan Penelitian
Alat  atau  bahan  yang  akan  digunakan  dalam penelitian ini berupa  :
a. Global  Positioning  System  (GPS  Receiver) tipe Trimble DSM132.
b. Current Meter atau propeller devices merek Flowatch
c. Tali, selang dan water pass
d. Meteran
3.4 Tahapan Penelitian
Survey potensi air sungai Wae Bobot dilakukan dalam  5  tahapan  metode,  secara  garis  besar  sebegai berikut:
1. Penentuan lokasi
2. Pengukuran tinggi jatuh air
3. Pengukuran debit air
4. Perhitungan potensi daya terbangkitkan.
5. Pemetaaan lokasi atau titik potensi pembangunan pembangkit tenaga air.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Karakteristik Sungai Wae Bobot
Sungai  Wae  bobot  terletak  di  Kecamatan Werinama, Kabupaten Seram Bagian Timur. Berdasarkan  hasil  pengamatan  dan  pengukuran lapangan diperoleh data dan karakteristik sungai Wae Bobot sebagai berikut:
 Debit air = 3,5 m 3 /detik s.d 197 m 3 /detik  Debit rata-rata = 48 m 3 /detik
 Tinggi Head Gross =  25 m
 Tunggi head Netto = 23 m
 Site elevasi = 5 m
 Temperatur sungai = 28 oC
 Area Genangan sungai=5,94 km 2

## Gambar 1. Sungai Wae Bobot

## 4.2 Potensi energi Listrik Sungai Wae Bobot
Dengan  menggunakan  data  karakteristik  yang ada,  maka  besar  potensi  energi  listrik  yang  dapat dihasilkan dari sungai Wae Bobot sebagai berikut:
Asumsi efesiensi ( η) = 0, 6 (60%)
Daya (P) = g x Q x H n x η …………………………(3)
P = 9.8 x 48 x 23 x 0,6 = 6491,52 kW = 6500 kW (pembulatan)
Jika  membangun  dua  rumah  generator  pada area  sungai  Wae  Bobot  maka  potensinya  bisa mencapai 2 x 6500 kW.
Gambar 2. Potensi energi lisrik pada sungai wae bobot
5. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Berdasarkan  hasil  pengamatan  lapangan  yaitu pada musim hujan dan musim kemarau diperoleh data Debit aliran air sungai Wae Bobot antara 3,5 m 3 /detik s.d 197 m 3 /detik dengan debit rata-rata =
48 m 3 /detik dan tinggi head bersih 23 meter.
2. Potensi  energy  listrik  yang  dapat  dihasilkan  pada area sungai Wae Bobot bisa mencapai 13000 kW bila  dua  buah  rumah  generator dibangun  pada area tersebut.
3. Sungai  Wae  Bobot  sangat  cocok  dibangun Pembangkit  Tenaga  Listrik  Mini  Hidro  atau
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Air  (PLTA)  skala Kecil. .
5.2 Saran
1. Disarankan agar pemerintah daerah membangun  PLTA  skala  kecil  dengan  dua rumah generator agar diperoleh daya bangkit yang optimum.
2. Diperlukan penelitian lanjutan terkait
spesifikasi trubin, desain sipil bila pemerintah daerah ingin mewujudkan pembangunan PLTA atau PLTMH ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim (2008). Buku Utama Pedoman Studi Kelayakan PLTMH. Jakarta: Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral. Arismunandar  A,  dan  Kuwahara  S  (2004). Teknik Tenaga  Listrik  Jilid  I.  Jakarta:  PT  Pradnya Paramita.
Asnal  Effendi  dan  Arpandi  Arif.  2008. Studi Perencanaan  Pembangkit  Listrik  Tenaga Mikro  Hydro di  Desa  Rantau  Suli – Kecamatan  SungaiTenang – Kab.Merangin – Jambi. http://www.google.com/PLTMH. Djajusman  Hadi.  2009. Energi  Terbarukan:  Masih Minim
Mikrohidro.
http://www.google.com/newsletterTNDS3 Mikrohidro/2008/09/03. Harvey, Adam., 1993. “Micro Hydro Design Manual – A  Guide  to  small  scale  water power schemes”, ITDG Publishing, London,UK.
Merancang Mikrohidro. http://www.google.com/Micro Hydro Power/Energi Sungai PLTMH. Metode  Sederhana  Pengukuran  Potensi  Mikrohidro. http://www.google.com/Micro Hydro Power/Energi Sungai PLTMH. MikroHidro. http://www.google.com/Micro  Hydro Power/Energi Sungai PLTMH. Pembangkit
Listrik
Tenaga Mikro
Hidro. http://www.google.com/PLTMH. Perencanaan  PLTMH. http://www.google.com/Micro Hydro Power/Energi Sungai PLTMH. Yayan Indriatmoko. 2008. Upaya Masyarakat Rumah Panjang Sungai Pelaik membuat Pembangkit Listrik Tenaga Mikro-Hidro. http://www.google.com/newsletter TNDS 3 Mikrohidro/2008/09/03.