p- ISSN: 2088-0952, e-ISSN 2714-531X https://journal.unigha.ac.id/index.php/JSR

## PEMBERDAYAAN AIR SEBAGAI SUMBER ENERGI LISTRIK TERBARUKAN UNTUK MENDUKUNG PROGRAM ELEKTRIFIKASI DI INDONESIA
Akhmad Khanafi (1) , Galuh Rahma Eka Wati (2) , Saidah Intan Kurnia, (3) Ilahil Riska Dwi Aji Muarifa (4) ,Sri Astutik (5) , Rif’ati Dina Handayani (6)
1 Prodi Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan Ilmu Pendidikan, Universitas Jember, Jember e-mail: ilahilriska971@gmail.com
https://doi.org/10.47647/jsr.v13i2.1614

## ABSTRACT
Empowerment of water as a renewable energy source for Hydroelectric Power Plants (PLTA) can  be  done  to  assist  the  electrification  program  in  Indonesia,  seeing  as  many  as  526,980 households in Indonesia have not had access to electricity while 80% of water sources as a source of electrical energy in Indonesia are still not used optimally. This article aims to find out  how  to  empower  water  as  a  source  of  renewable  electrical  energy  to  support  the electrification program in Indonesia. Based on the results of the literature study, it was found that  hydroelectric power  plants  have  advantages  such as  low  operational  and  maintenance costs, relatively long period of use, and are more environmentally friendly. Empowerment of water as a source of renewable electrical energy is carried out through several steps, namely the construction of dams using sandbags, installation of penstock pipes, construction of power houses, installation of turbines, installation of pulleys, and installation of generators.
Keywords : Water, Renewable Energy, Hydroelectric Power Plans

## ABSTRAK
Abstrak perberdayaan air sebagai sumber energi  terbarukan untuk pembangkit listrik tenaga  air  (PLTA)  dapat  dilakukan  untuk  membantu  program  elektrifikasi  di  Indonesia, mengingat  sebanyak  526.980  rumah  tangga  di  IIndonesia  tidak  memiliki  akses  listrik. Sementara 80% sumber air sebagai sumber energy listrik. Energy listrik di Indonesia belum dimanfaatkan  secara  optimal.  Artikel  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  bagaimana  cara memberdayakan  air  sebagai  sumber  energy  listrik  terbarukan  untuk  mendukung  program elektrifikasi  di  Indonesia.  Berdasarkan  hasil  studi  literature,  ditemukan  bahwa  pembangkit listrik tenaga air memiliki keunggulan seperti biaya operasional dan perawatan yang rendah, masa pakai yang relative lama, dan lebih ramah lingkungan. Pemberdayaan air sebagai sumber energy listrik terbarukan dilakukan melalui beberapa tahapan yaitu pembangunan bendungan dengan menggunakan karung pasir, pemasangan pipa pesat, pembangunan rumah pembangkit, pemasangan turbin, pemasangan puli, dan pemasangan genset.
Kata kunci: Air, Energi Terbarukan, Pembangkit Listrik Tenaga Air
1. Pendahuluan
Indonesia  adalah  salah  satu  negara yang  mempunyai  konsumen  terbesar se-asia  tenggara  sehingga  berpotensi untuk mengalami adanya krisis energi dikemudian  hari.  Indonesia  juga
merupakan  salah  satu  negara  yang dijuluki  sebagai  importer  minyak  se- asia tenggara dan saat ini hampir dari 30%  kebutuhan  energi  yang  ada  di negara Indonesia adalah minyak bumi (Pamungkas,  2020).  Berdasarkan  data
Jurnal Sains Riset (JSR) p- ISSN: 2088-0952, e-ISSN 2714-531X https://journal.unigha.ac.id/index.php/JSR
yang dihasilkan dalam sebuah
penelitian,  penurunan  harga  minyak bumi  dialami  tahun  1980-an  ketika minyak diproduksi dalam jumlah yang besar  dan  mengakibatkan  terjadinya kenaikan  harga  minyak  pada  tahun 1970  dan  melambatnya  aktivitas ekonomi  dunia  pada  tahun  1973 (Susanto, 2021).
Indonesia  dikenal  sebagai  negara kepulauan  yang  terdiri  atas  16.766 pulau  menurut  data  yang  dihimpun oleh Badan Pusat Statistik (BPS, 2021). Banyaknya jumlah pulau di Indonesia juga  diikuti  dengan  padatnya  jumlah penduduk  yang  tersebar  di  seluruh wilayah,  dimana  hal  ini  memberikan keuntungan  dan  juga  tantangan tersendiri  bagi  pemerintah  maupun penduduk  Indonesia.  Salah  satu tantangan  terbesar  bagi  pemerintah
Indonesia adalah implementasi program-program  pemerintah  yang seharusnya  dapat  dirasakan  oleh seluruh masyarakat Indonesia. Namun, dengan  tingginya  jumlah  penduduk sebesar 269.603.400 jiwa (BPS, 2021) dan  jumlah  kepala  keluarga  sebesar 87,83  juta  (Kemendagri,  2021)  yang tersebar  di  seluruh  pulau di Indonesia menjadikan beberapa program pemerintah  menjadi  sulit  terealisasi. Salah  satu  program  pemerintah  yang hingga  saat ini  belum 100% direalisasikan adalah program elektrifikasi di Indonesia.
Elektrifikasi sendiri adalah program pemberdayaan  sumber  energi  listrik untuk  kebutuhan  rumah  tangga maupun  industri.  Berdasarkan  data yang  dihimpun  oleh  Kementerian Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral Republik  Indonesia,  rasio  elektrifikasi di  Indonesia  adalah  sebesar  99,40% (ESDM,  2021).  Dengan  demikian, sekitar 526.980 kepala keluarga belum mendapatkan akses energi listrik dalam kehidupan sehari-hari. Belum meratanya  rasio  elektrifikasi  di
Indonesia  disebabkan  oleh  berbagai faktor,  salah  satunya  yaitu  belum optimalnya  pemberdayaan  sumber energi terbarukan untuk
membangkitkan  tenaga  listrik  di beberapa  daerah  di  Indonesia.  Hal  ini sangat disayangkan  mengingat jumlah energi  terbarukan  di  Indonesia  masih sangat  berlimpah.  Salah  satu  jenis energi  terbarukan  yang  jumlahnya sangat banyak di Indonesia adalah air, yang  juga  sangat  umum  untuk digunakan  sebagai  pembangkit  listrik di hampir seluruh wilayah di Indonesia. Berdasarkan  data  yang  dikutip  situs Kata  Data  dari  Menteri  Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat mencatat  bahwa  potensi  sumber  daya air yang ada di Indonesia mencapai 3,9 triliun m 3 per tahun (Fitra, 2017).
Potensi  sumber  daya  air  di Indonesia diperkirakan dapat diberdayakan  sebagai  Pembangkit
Listrik  Tenaga  Air  atau  PLTA  yang berkapasitas  75 gygawatt, atau  200% lebih  besar  dibandingkan  dengan program  pemerintah  yang  ditargetkan sebanyak  35 gygawatt. Data  dari Menteri  PUPR  juga  mencatat  bahwa sebesar  80%  potensi  air  di  Indonesia belum  diberdayakan  secara  optimal (Fitra,  2017).  Pemberdayaan  potensi air  yang  belum  optimal  disebabkan oleh  beberapa  faktor,  salah  satunya adalah minimnya
pengetahuan masyarakat mengenai bagaimana mengubah  sumber  energi  air  menjadi sumber  energi  listrik  yang  dapat digunakan  untuk  kegiatan  sehari-hari. Oleh  karena  itu,  artikel  ini  akan membahas  terkait  Pemberdayaan  Air Sebagai  Sumber  Energi  Listrik
Terbarukan Untuk Mendukung Program  Elektrifikasi  Di  Indonesia. Dengan demikian diharapkan
masyarakat  di  daerah-daerah  yang belum  tersentuh  energi  listrik  mampu membuat  sumber  energi  listrik  secara mandiri.
Jurnal Sains Riset (JSR) p- ISSN: 2088-0952, e-ISSN 2714-531X https://journal.unigha.ac.id/index.php/JSR
Energi  listrik  yang  dihasilkan oleh  air  atau  listrik  tenaga  hidro termasuk  ke  dalam  salah  satu  jenis energi terbarukan yang dapat dikembangkan sehingga mampu meminimalisir  rusaknya  lingkungan sekitar  dan  pemanasan  global.  Air mempunyai potensi yang sangat besar, contohnya  seperti  pembangkit  listrik tenaga  air(PLTA),  sedangkan  air dengan  skala  menengah  dengan tekanan  kecil  atau  skala  menengah dapat dioptimalkan menjadi pembangkit  listrik  tenaga  minihidro
(PLTM)  ataupun  pembangkit  listrik tenaga  mikrohidro  (PLTMH).  (Astro, 2020).
Energi  terbarukan  merupakan energi  yang  sumber  dayanya beragam dan  jumlahnya  tidak terbatas.  Sumber energi  terbarukan  yang  paling  dekat dengan  manusia  dan  sangat  terkenal adalah berasal dari angin, matahari, dan air.  Beberapa  kelebihan  dari  sumber energi  terbarukan  dapat  dilihat  dari ketersediannya  dalam  jumlah  yang banyak  dan  tidak  terbatas,  memiliki potensinya  besar,  ramah  lingkungan, dan mudah diperoleh (Dwiguna, 2021).
Biomassa merupakan suatu bahan organik yang didapatkan melalui proses fotosintesis, baik menghasilkan produk  atau  buangan.  Contohnya adalah  tanaman,  pepohonan  dan beberapa tumbuhan sejenis rumput, dll (Parinduri,  2020).  Pemanfaatan  dalam energi  terbarukan  sebagai  sumber energi  terhadap  masyarakat  sudah dikenal  lama.  Salah  satunya  adalah biodiesel yang menggunakan kepayang sebagai  bahan  bakar  nabati  (Mulkan, 2019).
2. Metode
Dalam penyusunan artikel ini metode yang digunakan yaitu review jurnal dari beberapa jurnal nasional maupu internasional.  Dari  beberapa  sumber artikel  yang  didapatkan  kemudian dianalisis guna untuk mendapatkan data
dengan
merangkum kemudian membandingkan  hasil  artikel  satu dengan yang lain.
3. Hasil dan Pembahasan
A.Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air
Gambar 2.1 Gambaran Prinsip Kerja PLTA Sumber : (Studi Elektronika, 2022) Prinsip  kerja  PLTA  yaitu memanfaatkan  perbedaan  ketinggian serta  jumlah  debit  air  per  detik  pada aliran  air.  Aliran  air  selanjutnya membuat poros turbin berputar hingga dihasilkanlah  energi  mekanik.  Energi mekanik  kemudian  akan  membuat generator  bergerak  dan  menghasilkan enegi  listrik.  PLTA  memanfaatkan energi potensial air dikonversi menjadi energi  mekanik  dan  listrik  (Putra, 2018).
Dalam bidang ilmu fisika, energi potensial diartikan sebagai energi yang terjadi  karena  perbedaan  potensial, yang disebabkan oleh adanya perbedaan  ketinggian.  Pada  instalasi PLTA, semakin tinggi air maka tenaga yang  dihasilkan  juga  akan  semakin besar.  Hal  ini  selaras  dengan  rumus energi potensial yang diuraikan dalam rumus:
Ep = m. g. h Dimana: Ep : energi potensial (J) m  : massa (kg) g  : gravitasi (m/s 2 ) h  : ketinggian (m)
B. Kelebihan  Pembangkit  Listrik Tenaga Air Beberapa kelebihan dari Pembangkit  Listrik  Tenaga  Air (PLTA) antara lain sebagai berikut:
Jurnal Sains Riset (JSR) p- ISSN: 2088-0952, e-ISSN 2714-531X https://journal.unigha.ac.id/index.php/JSR
1. Air  yang  digunakan  sebagai pembangkit listrik merupakan  sumber  energi terbarukan,  sehingga  PLTA dapat digunakan secara terus- menerus tanpa  khawatir menyusutnya ketersediaan
air untuk PLTA.
2. Biaya  operasional  PLTA lebih terjangkau karena tidak menggunakan bahan bakar.
3. Lebih  terjangkaunya  biaya perawatan  PLTA  dibanding PLTU.
4. Penggunaan PLTA berjangka waktu  hingga  lima  puluh taun.
5. PLTA  tidak  menghasilkan polusi  sehingga  aman  bagi lingkungan.
C. Pemberdayaan  Air  Sebagai  Sumber Energi Terbarukan Untuk Mendukung Program Elektrifikasi di Indonesia
Pemberdayaan  air  untuk  sumber energi  listrik  dilakukan  dengan  cara pembuatan  Pembangkit  Listrik  Tenaga Air  (PLTA)  di  daerah-daerah  yang belum  dicapai  PLN.  Pemberdayaan  air ini dipilih karena air merupakan sumber energi  terbarukan,  sehingga  sumber energi listrik ini dapat digunakan dalam jangka  waktu  yang  lama  karena sumbernya  (yaitu  energi  air)  tersedia secara  melimpah  di  alam.  Selain  itu, penggunaan  air  sebagai  sumber  energi listrik  juga  didasari  karena  air  dapat diperoleh secara Cuma-Cuma, sehingga masyarakat  setempat  tidak perlu mengeluarkan modal yang  terlalu besar untuk memperoleh bahan baku PLTA. Langkah-langkah instalasi PLTA akan  ditinjau  berdasarkan  sebuah Laporan Kegiatan Kuliah Kerja Nyata (KKN)  yang  dilakukan  oleh  Amali, Mohamad,  &  Dajani  (2021).  PLTA yang  digunakan  dalam  kegiatan tersebut berskala piko yang
menghasilkan output listrik tidak lebih dari 3 kW, keunggulan PLTA berskala
piko antara lain (Amali, Mohamad, & Dajani, 2021) :
1. Tidak  berbahan  bakar  fosil sehingga lebih ramah lingkungan.
2. Peralatan  yang  digunakan mudah dijumpai.
3. Pembuatan  PLTA  berskala piko  mengeluarkan  biaya yang relatif terjangkau.
4. Memiliki  ukuran  yang  kecil sehingga  dapat  digunakan untuk  pedesaan  yang  belum terjangkau PLN. 5. Pembangunan PLTA berskala piko dapat dipadukan dengan pembangunan jaringan perairan atau waduk. 6. Dapat digunakan dalam jangka  waktu  yang  lama, serta perawatan yang diperlukan tidak rumit. 7. Perkembangan teknologi pada  PLTA  berskala  piko relatif sedikit.
Pada  pembuatan PLTA  bersakal piko,  dibuat  terlebih  dahulu  block diagram untuk memudahkan perancang untuk  memahami  cara  kerja  PLTA skala  piko  secara  umum.  Block diagram  pembuatan  PLTA  skala  piko ditunjukkan  pada  Gambar  2.2  berikut ini :

## Gambar 2.2 Block Diagram Pembuatan PLTA Skala Piko
Sumber : (Amali, Mohamad, & Dajani, 2021)
1. Pembangunan Bak atau Bendungan Dalam menjaga laju air tetap stabil saat melewati pipa penstock,
dibutuhkan bak atau bendungan untuk
Jurnal Sains Riset (JSR) p- ISSN: 2088-0952, e-ISSN 2714-531X https://journal.unigha.ac.id/index.php/JSR
menampung air. Pada PLTA skala piko yang ada di pedesaan, bendungan dapat dibuat dengan menggunakan sumberdaya yang tersedia seperti pasir yang berada di sekitar instalasi PLTA. Cara yang digunakan dalam pembuatan bendungan air yaitu dengan memasukkan  pasir  ke  dalam  karung, kemudian  karung  ditumpuk  hingga dapat membendung air hingga ketinggian  empat  meter  (Amali, Mohamad, & Dajani, 2021).
2. Instalasi Pipa Penstock
Air  dari  bendungan  ke  rumah turbin  akan  dialirkan  dengan menggunakan pipa penstock. Perhitungan diameter pipa penstock dapat ditentukan dengan menggunakan rumus:
DIAP = 0,785 x Qp 0,40
Dimana: DIAP :  Lebar  diameter  pipa penstock (m) Qp : Debit yang melalui pipa penstock (m 3 /detik)
Material  yang  digunakan  untuk pipa penstock adalah  PVC, dengan jumlah  3  pipa  dengan  diameter  6 inchi dan 14 pipa dengan diameter 4 inchi.  Pipa penstock ditempatkan pada  permukaan  tanah  yang menurun.  Instalasi  pipa penstock membutuhkan  penyangga  untuk menjaga pipa tetap stabil dan tidak bergetar  saat  aliran  air  melewati pipa.  Penyangga  yang  digunakan dapat  diambil  dari  batang  pohon yang diikat menggunakan karet ban (Amali,  Mohamad,  &  Dajani, 2021).
3. Rumah Pembangkit Rumah  pembangkit  terdiri atas  rangka  pembangkit  dan  tiang pancang. Rangka pembangkit dibuat dari  plat  besi,  sedangkan  tiang pancang  dibuat  dari  batang  pohon. Pembuatan tiang pancang bertujuan agar  rangka  pembangkit  tidak
bergetar saat turbin berputar (Amali, Mohamad, & Dajani, 2021).
4. Instalasi Turbin Dalam sistem PLTA turbin memiliki fungsi sebagai pengubah energi kinetic menjadi energi  mekanik.  Turbin  pada PLTA  skala  piko  memiliki diameter  1,7meter  dengan  14 sudu.  Setiap  sudu  memiliki ukuran 40 cm x 30 cm, material yang  digunakan  turbin  adalah plat  besi  kapal  sehingga  turbin tidak  mudah  berkarat  (Amali, Mohamad, & Dajani, 2021).
5. Instalasi Puli Puli  merupakan  komponen yang  memiliki  fungsi  sebagai penghubung putaran turbin
sehingga  dapat  dihantarkan  pada generator  dan  generator  dapat berputar. Peran puli sangat penting sehingga  poros  alternator  dan runner dapat terhubung. Diameter puli  dalam  sistem  penggerak bervariasi,  untuk  puli  yang terinstal  di  poros  alternator diameternya  lebih  kecil  daripada diameter  puli  yang  terinstal  di poros runner. Puli yang digunakan dalam  sistem  PLTA  berjumlah  7 unit,  dengan  rincian  diameter sebagai berikut:
 Puli  dengan  diameter  60  cm berjumlah 1 unit.
 Puli  dengan  diameter  35  cm berjumlah 3 unit.
 Puli  dengan  diameter  20  cm berjumlah 2 unit.
 Puli  dengan  diameter  13  cm berjumlah 1 unit.
Dengan tujuan memperoleh kecepatan tertinggi untuk menjalankan  generator,  skema yang  digunakan  dalam  PLTA skala piko terdiri atas 3.
6. Instalasi Generator Pada sistem PLTA, generator
memiliki  fungsi  sebagai  pengubah
Jurnal Sains Riset (JSR) p- ISSN: 2088-0952, e-ISSN 2714-531X https://journal.unigha.ac.id/index.php/JSR
energi  mekanik  menjadi  energi listrik.  Generator  yang  digunakan dalam PLTA skala piko ini memiliki sumber energi mekanik yang berasal dari air sungai yang ditampung pada bendungan.  Jenis  gerator  yang digunakan  dalam  PLTA skala  piko adalah  generator  AC,  dengan tegangan output sebesar  230  volt, dan  daya output 3000watt  (Amali, Mohamad, & Dajani, 2021).
a. Simpulan dan Saran Pemberdayaan air sebagai sumber  energi  terbarukan  untuk pembuatan  instalasi  listrik  di  daerah membutuhkan kontribusi dan dukungan  dari  berbagai  pihak,  antara lain masyarakat, pemerintah, dan juga pihak-pihak eksternal seperti mahasiswa maupun para pendidik yang memiliki wawasan di bidang
keilmuannya. Dengan demikian setiap entitas harus menjalin Kerjasama yang baik, sehingga pemberdayaan air untuk PLTA  dapat  dilakukan  di  berbagai daerah, sehingga program elektrifikasi di  Indonesia  dapat  terealisasi  lebih cepat. U Daftar Pustaka
Augustone,  N.,  &  Pamungkas,  P.  (2020). Potensi  Perencanaan  Aliran  Air Bendungan Sei Gong Sebagai Sumber Energi  Terbarukan  Melalui  Pltmh. Journal  of  Civil  Engineering  and
Planning , 1 (1), 1–6. https://doi.org/10.37253/jcep.v1i1.714
Amali, L. M., Mohamad, Y., & Dajani, N.
E. (2021). Pemanfaatan Sumber Daya
Air sebagai Pembangkit Listrik Skala Pico  untuk  Menunjang  Belajar, Kekerja,  dan  Berkarya. Jurnal Sibermas  (Sinergi  Pemberdayaan Masyarakat) .
Astro,  R.  B.,  Ngapa,  Y.  D.,  Toda,  S.  G., Nggong,  A.,  Studi,  P.,  Fisika,  P.,  & Flores,  U. (2020). Potensi Energi Air Sebagai Sumber Listrik Ramah. Jurnal
Pendidikan Fisika , 4 (2), 125–133. Ayu Arsita, S., Eko Saputro, G., & Susanto, S.  (2021).  Perkembangan  Kebijakan Energi  Nasional  dan  Energi  Baru Terbarukan  Indonesia. Jurnal  Syntax Transformation , 2 (12),  1779–1788. https://doi.org/10.46799/jst.v2i12.473
BPS.  (2021). Jumlah  Penduduk  Hasil Proyeksi  Menurut  Provinsi  dan  Jenis Kelamin  (Ribu  Jiwa),  2018-2020. Jakarta: Badan Pusat Statistik.
BPS.  (2021). Luas  Daerah  dan  Jumlah Pulau  Menurut  Provinsi. Jakarta: Badan Pusat Statistik.
ESDM, K. (2021). Triwulan III 2021: Rasio Elektrifikasi 99,40%, Kapasitas
Pembangkit  EBT  386  MW. Jakarta:
Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia. Fitra, S. (2017, Mei 18). 80 Persen Sumber Daya Air Indonesia Belum Termanfaatkan. Indonesia: Kata Data. Retrieved from https://katadata.co.id/safrezifitra/berit a/5e9a565742966/80-persen-sumber- daya-air-indonesia-belum termanfaatkan
Guna,  G.  D.,  &  Mubarak,  A.  (2021). Implementasi  Pengembangan  Energi Baru  Terbarukan  Pembangkit  Listrik Tenaga  Mikro  Hidro  (Pltmh)  Oleh Dinas  Energi  Dan  Sumber  Daya Mineral  Provinsi  Sumatera  Barat  Di Solok Selatan. Jurnal Manajemen Dan Ilmu  Administrasi  Publik  (JMIAP) , 2 (4), 28–35. https://doi.org/10.24036/jmiap.v2i4.1 76
Kemendagri.  (2021). Jumlah  Kepala Keluarga (KK). Jakarta:  Kementerian Dalam Negeri.
Parinduri,  L.,  &  Parinduri,  T.  (2020). Konversi  Biomassa  Sebagai  Sumber Energi  Terbarukan. Journal  of Electrical  Technology , 5 (2),  88–92. https://www.dosenpendidikan.
Jurnal Sains Riset (JSR) p- ISSN: 2088-0952, e-ISSN 2714-531X https://journal.unigha.ac.id/index.php/JSR
Putra,  A.  B.  (2018).  Analisis  Perhitungan Efisiensi  Daya  dengan  Mengukur Besarnya  Debit  Aliran  Air  dan Ketinggian  (Head)  Air  yang  Jatuh  di PLTA Saguling Bandung.
Studi  Elektronika.  (2022).  PLTA  -  Cara Kerja  Pembangkit Listrik Tenaga  Air di Indonesia. Retrieved from https://www.webstudi.site/2019/09/P
LTA.html UNCLOS.  (1982). Konvensi  PBB  1982 tentang  Hukum  Laut  II  Tahun  1982. Montego Bay, Jamaica: United Nation Convention on the Law of the Sea. Zulfadli,  T.,  &  Mulkan,  A.  (2019).  Studi
kelayakan energi matahari-angin
(hybrid)  sebagai  sumber  daya  pompa air untuk sistem pengairan di kawasan Aceh Besar (Visibility study of hybrid solar-wind  energy  to  power  up  the pump for  the  irrigation  system  in  the District  of  Aceh  Besar). Jurnal Polimesin , 17 , 7–12.
.