## KINERJA TEKNIS DAN BIAYA PEMBANGKIT LISTRIK MIKROHIDRO [TECHNICAL AND COST PERFORMANCE OF MICROHYDRO POWER PLANT]
Oleh :
Agus Haryanto 1 , M. Inu Fauzan 2 , dan Budianto Lanya 1
1) Staf Pengajar Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung
2) Fasilitator PNPM Kabupaten Tanggamus, Lampung komunikasi penulis, email : agusharyanto@unila.ac.id
Naskah ini diterima pada 17 Mei 2013; revisi pada 24 Mei 2013; disetujui untuk dipublikasikan pada 31 Mei 2013

## ABSTRACT
The  increase  in  electricity  consumption  in  one  side  and  the  depletion  of  fossil  fuel  sources  in  the  other  side have  triggered  Indonesia  to  support  any  development  of  renewable-based  electricity  generation,  including microhydro-based  power  plant.  The  objective  of  this  research  was  to  investigate  technical  and  cost performance  of  microhydro  power  plant.  Observation  was  conducted  on  four  microhydro  power  plants located in Bogorejo village, Sub district of Gedong Tataan, Pesawaran District, Lampung Province. The plants were developed and self-managed by the community. Parameters to be measured or recorded included head of water, voltage and electrical current produced from the generator, number of family serviced by the plant, and electricity price that community should pay. Results showed that power output of the plants was ranging from  314  to  1805  W  with  2  to  20  families  were  serviced  for  each  unit.  The  research  revealed  that  output power  was  related  to  the  combination  factor  of  head,  the  diameter  of  base  penstock  pipe,  and  inverse  of generator’s pulley size. The output power was also linearly related to installation cost. With an installation cost of 8 to 40 million rupiahs per unit, the electric energy price was in the window of 633 to 973 rupiahs per kWh.  It  was  concluded  that  Rohman’s  microhydro,  with  power  output  of  1805  W  and  energy  price  of Rp.633/kWh, was the best compared to the others.
Keywords: microhydro, performance, energy price, power

## ABSTRAK
Peningkatan  konsumsi  listrik  di  satu  sisi  dan  menipisnya  sumber  bahan  bakar  fosil  di  sisi  lain  telah memicu  Indonesia  untuk  mendukung  pengembangan  pembangkit  listrik  berbasis  energi  terbarukan, termasuk  pembangkit  listrik  berbasis  mikrohidro.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  menyelidiki kinerja  teknis  dan  biaya  pembangkit  listrik  tenaga  mikrohidro.  Pengamatan  dilakukan  pada  empat pembangkit  listrik  mikrohidro  yang  terletak  di  Desa  Bogorejo,  Kecamatan  Gedong  Tataan,  Kabupaten Pesawaran, Provinsi Lampung. Pembangkit listrik ini dikembangkan dan dikelola sendiri oleh masyarakat. Parameter yang akan diukur dan diamati meliputi tinggi air jatuh (head),  tegangan  dan arus listrik yang dihasilkan  dari  generator,  jumlah  keluarga  yang  dilayani  oleh  pembangkit,  dan  harga  listrik  yang  harus dibayar  oleh  masyarakat.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  output  daya  pembangkit  adalah  berkisar 314-1805  W  dengan  2  sampai  20  keluarga  yang  dilayani  untuk  setiap  unit.  Penelitian  ini  juga menunjukkan bahwa daya output berkaitan dengan kombinasi faktor tinggi head, diameter pangkal pipa penstock, dan invers dari ukuran pulley generator. Daya output juga berhubungan secara linier terhadap biaya instalasi. Dengan biaya instalasi 8-40 juta rupiah per unit, harga energi listrik berada di kisaran 633- 973  rupiah  per  kWh.  Disimpulkan  bahwa  mikrohidro  milik  Rohman,  dengan  daya  output  1805  W  dan harga energi Rp.633/kWh, adalah yang terbaik dibandingkan dengan yang lain.
Kata Kunci: mikrohidro, kinerja, harga energi, daya.

## I. PENDAHULUAN
Hingga  tahun  2030  mendatang  konsumsi listrik  nasional  akan  terus  bertambah dengan  perkiraan  laju  peningkatan  sebesar 5,7  %/tahun  (Santoso  dan  Yudiartono, 2005). Konsumsi listrik akan meningkat dari 121 terrawatt hours (TWh) pada tahun 2007 menjadi 150 – 155 TWh saat ini. Pada tahun 2020 kebutuhan listrik nasional diperkirakan  akan  mencapai  275  TWh. Sementara  itu  kebutuhan  listrik  di  pulau Sumatera  diperkirakan  meningkat  dari sekitar 16 TWh pada tahun 2007 menjadi 46 TWh  pada  tahun  2020  (Muchlis  dan Permana, 2006).
Indonesia memiliki prospek yang baik untuk mengembangkan  mikrohidro  skala  kecil. Potensi  daya  hidro  di  Indonesia  adalah 75.000  MW  dengan  potensi  minihidro sekitar 10%, yaitu 7.500 MW (Suroso, 2002). Potensi  mikrohidro  (di  bawah  10  kW) tersebar  di  seluruh  pulau  dan  dapat dikembangkan  sebagai  sumberdaya  energi lokal,  khususnya  di  daerah  terpencil  untuk program Desa Mandiri Energi.
Propinsi Lampung saat ini masih mengalami kekurangan pasokan listrik. Sistem penyediaan  listrik  di  Lampung  selama  ini, mengandalkan empat  pembangkit,  yaitu  dua unit  PLTU  Tarahan  dengan  produksi  178 MW,  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Air  (PLTA) Way  Besai  dan  PLTA  Batu  Tegi  (keduanya 118,6  MW).  Selain  itu  PLN  Lampung  juga mengoperasikan  Pembangkit  Listrik  Tenaga Diesel (PLTD) sebanyak 23 unit dengan daya total  32,5  MW.  Total  produksi  listrik Lampung  saat  ini  adalah  mencapai  330,1 MW.  Tetapi  kebutuhan  pada  saat  beban puncak  di  malam  hari  mencapai  490  MW, sehingga  masih  ada  kekurangan  pasokan sebanyak 160 MW (Arlinawati, 2011).
Saat  ini  lebih  dari  30  %  wilayah  di  Propinsi Lampung  belum  teraliri  listrik,  baik  karena lokasinya terpencil, maupun karena pasokan daya yang terbatas (Prawira, 2010). Sedangkan  jumlah  keluarga  yang  belum teraliri  listrik  masih  42,30  %  (Arlinawati, 2011).  Di  lain  pihak,  Lampung  memiliki potensi  alam  yang  dapat  dikembangkan
untuk menghasilkan listrik, misalnya melalui pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH)  skala  kecil  dengan  daya  kurang dari  10  kW  per  unit.  Banyak  masyarakat yang  secara  swadaya  dan  swakelola,  baik perorangan maupun kelompok, telah mengembangkan sistem PLTMH. Di
antaranya  adalah  yang  dikembangkan  oleh masyarakat  di  Desa  Bogorejo,  Kec.  Gedong Tataan,  Kab.  Pesawaran,  warga  di  Desa Bangun  Rahayu,  Kec.  Teluk  Betung  Barat, Bandar  Lampung,  warga  di  Desa  Sindang Pagar,  Kec.  Sumber  Jaya,  Kab.  Lampung Barat,  dan  banyak  lagi  warga  di  Kabupaten Tanggamus.  Meskipun  demikian,  belum banyak  laporan  mengenai  kinerja  PLTMH tersebut.  Makalah  ini  bertujuan  untuk melaporkan  kinerja  teknis  dan  harga  listrik yang  dihasilkan  dari  PLTMH  di  Desa Bogorejo, terutama bagian yang ada di lereng Gunung Betung.

## II.  BAHAN DAN METODE
Penelitian ini dilaksanakan di Desa Bogorejo,
Kecamatan Gedong Tataan, Kabupaten
Pesawaran,  Provinsi  Lampung  (Gambar  1) pada  bulan  Januari  sampai  dengan  bulan April  2011.  Penelitian  dilaksanakan  dengan melakukan  pengamatan  dan  pengukuran beberapa  variabel  yang  berkaitan  dengan pembangkitan  listrik  PLTMH.  Ada  empat PLTMH  yang  diamati  yang  dinamai  sesuai dengan  nama  pemiliknya,  yaitu  PLTMH Sukiman,  PLTMH  Wanto,  PLTMH  Suyitno, dan  PLTMH  Rohman.  Parameter  penting yang diamati dan diukur meliputi:
- Jenis turbin dan spesifikasi generator
- Tinggi  head  air  (diukur  menggunakan
Theodolit)
- Pengoperasian  PLTMH  (biaya  instalasi, tahun  pembuatan,  jumlah  keluarga pengguna, besar iuran bulanan)
- Daya  listrik  aktual  yang  dihasilkan generator  (diukur  menggunakan  tang meter)
Perhitungan harga listrik dilakukan menggunakan  metode  penyusutan  garis lurus dengan asumsi umur ekonomis PLTMH 5  tahun  dan  nilai  sisa  sebesar  10  %  (RNAM, 1995).  Bunga  modal  mengacu  pada  bunga modal  yang  berlaku  di  Bank  Rakyat Indonesia (BRI) Kec. Gedong Tataan, yaitu 18 %.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  pengamatan  di  lapangan  menemukan ada  8  unit  PLTMH  di  Desa  Bogorejo  yang dikembangkan secara swadaya dan swakelola. Kinerja empat PLTMH (Gambar 2) yang  dijadikan  sampel  dalam  penelitian  ini dirangkum dalam Tabel 1. Semua pembangkit
listrik mikrohidro ini menggunakan turbin (kincir) tipe cross-flow sederhana  buatan  bengkel  lokal.  Ukuran kincir  bervariasi  dengan  panjang  antara  20 hingga  35  cm,  diameter  20  dan  30  cm,  dan jumlah  sudu  bervariasi  dari  20  hingga  30
buah. Jumlah sudu yang banyak untuk kincir dengan  ukuran  tersebut  memang  disengaja dengan  alasan  kalau  ada  yang  patah  kincir masih dapat berputar dengan baik. Mikrohidro  tersebut  mampu  menghasilkan daya  antara  314  hingga  1805  W  dengan jumlah pengguna antara 2 hingga 20 rumah.
Semua  mikrohidro  memiliki  pipa  pesat (penstock) cukup panjang, antara 102 hingga 282 m. Rangkaian pipa terdiri dari beberapa ukuran  dengan  diameter  pipa  yang  paling kecil di ujung sebesar 4 inchi. Diameter pipa bagian  pangkal  adalah  16  inchi,  kecuali mikrohidro milik Sukiman yang menggunakan  pipa  pangkal  berdiameter  5 inchi.  Pada  ujung  pipa  berdiameter  4  inchi dibuat  nozel  dengan  cara  memipihkan  pipa setelah  dipanaskan.  Semua  mikrohidro memiliki  diameter  puli  kincir  yang  sama, yaitu  30,5  cm,  sedangkan  diameter  puli generator  adalah  7,62  dan  10,16  cm. Ketinggian  head  bervariasi  dari  5,7  hingga 14,8 m.
Gambar 1. Lokasi PLTMH yang diambil dalam penelitian (tanda bintang).
Secara  teoritis  besarnya  potensi  daya  (P) yang  dimiliki  aliran  air  merupakan  fungsi dari  head  air  jatuh  (H),  debit  air  (Q),  berat jenis  air  (γ  =  ρg).  Secara  matematis dinyatakan sebagai:
P = γ.H.Q = ρ.g.H.Q
Daya yang dihasilkan oleh suatu pembangk mikrohidro  akan  dipengaruhi  oleh  faktor efisiensi  (η).  Karena  masa  jenis  air  dan efisiensi pembangkit dapat dianggap konstan, maka daya yang dihasilkan mikrohidro  merupakan  fungsi  linear  dari kombinasi  head  dan  debit  atau  kombinasi head  dan  ukuran  (diameter)  pipa  penyalur. Kita  juga  mengharapkan  bahwa  besarnya daya  listrik  yang  dihasilkan  generator  akan merupakan  fungsi  dari  putaran  generator. Oleh  karena  itu  perbandingan  ukuran  puli kincir  dan  puli  generator  akan  menjadi faktor  penting.  Karena  keempat  m dalam penelitian ini memiliki ukuran puli
Gambar 2. Empat unit mikrohidro yang diteliti (a. Sukiman, b. Wanto, c. Suyitno, dan d. Rohman)
Teknis dan Biaya Pembangkit listrik Mikrohidro. (Agus Haryanto, M. Inu Fauzan, dan Budianto Lanya)
Secara  teoritis  besarnya  potensi  daya  (P) yang  dimiliki  aliran  air  merupakan  fungsi dari  head  air  jatuh  (H),  debit  air  (Q),  berat jenis  air  (γ  =  ρg).  Secara  matematis
/1/
Daya yang dihasilkan oleh suatu pembangkit mikrohidro  akan  dipengaruhi  oleh  faktor efisiensi  (η).  Karena  masa  jenis  air  dan efisiensi pembangkit dapat dianggap konstan, maka daya yang dihasilkan mikrohidro  merupakan  fungsi  linear  dari kombinasi  head  dan  debit  atau  kombinasi eter)  pipa  penyalur. Kita  juga  mengharapkan  bahwa  besarnya daya  listrik  yang  dihasilkan  generator  akan merupakan  fungsi  dari  putaran  generator. Oleh  karena  itu  perbandingan  ukuran  puli kincir  dan  puli  generator  akan  menjadi faktor  penting.  Karena  keempat  mikrohidro dalam penelitian ini memiliki ukuran puli
kincir  yang  sama,  yaitu  30,48  cm,  daya keluaran  mikrohidro  akan  ditentukan  dari ukuran  puli  generator.  Dalam  hal  ini  daya output  generator  akan  berbanding  terbalik dengan  ukuran  pulinya.  Secara  kes besarnya  daya  yang  dihasilkan  generator merupakan  fungsi  linear  dari  kombinasi antara  ketinggian  head,  diameter  pipa  pesat (bagian  pangkal),  dan  invers  ukuran  puli generator  (d)  yang  digunakan.  Gambar  3 memperlihatkan  bahwa  hubungan  linear antara daya output mikrohidro dan kombinasi  faktor-faktor  tersebut  dapat disajikan sebagai: P = 21,19 H.D/dg (R 2 = 0,969)
di mana D adalah diameter pipa pesat bagian pangkal  dan  dg  adalah  diameter  puli generator.
Gambar 2. Empat unit mikrohidro yang diteliti (a. Sukiman, b. Wanto, c. Suyitno, dan d. Rohman)
kincir  yang  sama,  yaitu  30,48  cm,  daya keluaran  mikrohidro  akan  ditentukan  dari ukuran  puli  generator.  Dalam  hal  ini  daya output  generator  akan  berbanding  terbalik dengan  ukuran  pulinya.  Secara  keseluruhan besarnya  daya  yang  dihasilkan  generator merupakan  fungsi  linear  dari  kombinasi antara  ketinggian  head,  diameter  pipa  pesat (bagian  pangkal),  dan  invers  ukuran  puli generator  (d)  yang  digunakan.  Gambar  3 memperlihatkan  bahwa  hubungan  linear daya output mikrohidro dan faktor  tersebut  dapat = 0,969) /2/
di mana D adalah diameter pipa pesat bagian pangkal  dan  dg  adalah  diameter  puli
Gambar  3.  Pengaruh  kombinasi  ketinggian head  (H)  dan  diameter  pipa  pesat  pangkal (D), dan invers diameter puli generator (dg) terhadap daya (P) yang dihasilkan mikrohidro.
Gambar 3. Pengaruh kombinasi ketinggian head (H) dan diameter pipa pesat pangkal (D), dan invers diameter puli generator (dg) terhadap daya (P) yang dihasilkan mikrohidro.
Tabel 1. Kinerja empat PLTMH di Pesawaran, Lampung

## Parameter
Tahun Pembuatan Sumber biaya Biaya instalasi (Rp) Merek generator Kapasitas output generator (W) Jenis kincir (turbin) Diameter kincir (cm) Panjang kincir (cm) Jumlah sudu Diameter puli kincir (cm) Diameter puli generator (cm) RPM puli kincir RPM puli generator Tinggi head (m) Panjang pipa pesat (penstock), m Diameter pipa pesat (inchi)
Kecepatan rata-rata aliran air (m/s) Debit air (m 3 /s)
Daya output (W) Harga energi listrik (Rp/kWh) Jumlah pengguna (rumah) Iuran bulanan (Rp/pengguna)
ambar  3.  Pengaruh  kombinasi  ketinggian head  (H)  dan  diameter  pipa  pesat  pangkal (D), dan invers diameter puli generator (dg) terhadap daya (P) yang dihasilkan 3. Pengaruh kombinasi ketinggian head (H) dan diameter pipa pesat pangkal (D), dan invers diameter puli generator (dg)
terhadap daya (P) yang dihasilkan
mikrohidro.
Gambar 4. Hubungan antara biaya investasi dan daya output mikrohidro.
Tabel 1. Kinerja empat PLTMH di Desa Bogorejo, Kecamatan Gedong Tataan, Kab Pesawaran, Lampung
PLTMH Sukiman Wanto Suyitno 2007 2009 2007 Swadaya Swadaya Swadaya 8.000.000 32.000.000 12.000.000 Jhoda Mentari Mentari output generator (W) 5000 5000 5000 Cross-flow Cross-flow Cross-flow 20 30 25 20 30 35 20 30 25 30,48 30,48 30,48 10,16 7,62 10,16 330,0 276,0 388,0 892,0 1047,0 1011,0 10,63 13,79 5,73 (penstock), m 168,06 182,34 102,43 5; 4 16;  6;  5; 4 16;  8;  6; 5; 4 rata aliran air (m/s) 0,38 1,24 1,11 0,005 0,022 0,022 314 1.076 462 listrik (Rp/kWh) 925 863 973 2 16 17 - 10.000 15.000
Teknik Pertanian Lampung– Vol. 2, No. 1: 51 - 58
Gambar 4. Hubungan antara biaya investasi dan daya output mikrohidro.
Gedong Tataan, Kabuaten Suyitno Rohman 2007 2010 Swadaya Swadaya 12.000.000 40.000.000 Mentari Swafuji 5000 5000 flow Cross-flow 30 35 30 30,48 30,48 10,16 7,62 388,0 321,0 1011,0 1247,0 5,73 14,78 102,43 282,34 16;  8;  6; 5; 4 16;  6;  5; 4 1,11 1,13 0,022 0,021 1.805 633 20 15.000 10.000
Besarnya  daya  yang  dihasilkan  mikrohidro ternyata  juga  dipengaruhi  oleh  biaya instalasi.  Gambar  4  memperlihatkan  bahwa daya  output  mikrohidro  makin  meningkat seiring  dengan  biaya  instalasi.  Hal  ini  dapat dijelaskan karena makin tinggi biaya instalasi  akan  menghasilkan  mikrohidro dengan  kondisi  fisik  (terutama  kekokohan instalasi,  kondisi  bendungan,  kondisi  turbin, dan  kondisi  generator)  yang  lebih  baik. Dalam  hal  ini,  mikrohidro  milik  Wanto  dan Rohman  yang  dibangun  dengan  biaya instalasi  mencapai  32  dan  40  juta  rupiah menghasilkan  daya  yang  lebih  tinggi  yaitu 1076 dan 1805 W. Di lain pihak, mikrohidro milik  Sukiman  dan  Suyitno  yang  dibangun dengan  biaya  8  dan  12  juta  rupiah  hanya mampu  menghasilkan  daya  314  dan  462  W. Secara  matematika  hubungan  antara  biaya investasi  (I,  dalam  jutaan  rupiah)  dan  daya output  (P)  mikrohidro  dapat  disajikan sebagai:
P = 44,29 (I) – 82,38   (R 2 = 0,968)    /3/
Dengan  asumsi  umur  ekonomi  5  tahun  dan bunga  modal  18%,  harga  energi  listrik berkisar  antara  633  Rp/kWh  (mikrohidro Rohman)  hingga  973  Rp/kWh  (mikrohidro Suyitno).  Harga  ini  lebih  rendah  jika dibandingkan  harga  beli  oleh  PLN  terhadap listrik yang dibangkitkan dari sumber energi terbarukan  dan  tersambung  ke  jaringan tegangan  rendah,  yaitu  1004  Rp/kWh  kali faktor  1,2  atau  1204,8  Rp/kWh  untuk wilayah  Sumatera  (Menteri  ESDM,    2012). Dengan  demikian  maka  mikrohidro  skala kecil dengan daya output kurang dari 10 kW dinilai layak untuk dikembangkan.

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN
1.   Daya yang dihasilkan mikrohidro merupakan  fungsi  linear  dari  kombinasi head, diameter pipa pesat bagian pangkal, dan  invers  diameter  puli  dalam  bentuk persamaan  matematika  P  =  21,19  H.D/dg dengan nilai R 2 = 0,969.
2.   Daya output mikrohidro juga merupakan fungsi  dari  biaya  instalasi  dalam  bentuk
persamaan  P  =  44,29  (I)  –  82,38  dengan nilai R 2 = 0,968.
3.   Mikrohidro  milik  Rohman  menghasilkan kinerja  teknis  yang  paling  baik  (daya output  1805  W)  dengan  harga  energi paling murah (Rp.633/kWh).
4.   Listrik  mikrohidro  dengan  daya  output rendah (<10 kW) layak untuk dikembangkan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  ditujukan  kepada pemilik  PLTMH  di  Desa  Bogorejo,  yaitu Bapak  Sukiman,  Bapak  Wanto,  Bapak Suyitno, dan Bapak Rohman,  yang  telah memperkenankan pelaksanaan penelitian..

## DAFTAR PUSTAKA
Arlinawati.  2011.  Pemanfaatan  Limbah Pertanian & Perternakan dalam Pengembangan  EBT  (Energi  Baru Terbarukan)  Berbasis  Biogas.  Materi Kuliah  Umum  di  Jurusan  Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas  Lampung,  10  Desember 2011. Mentri  ESDM.    2012.  Peraturan  Menteri Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral Republik  Indonesia  Nomor:  04  Tahun 2012 tentang Harga Pembelian Tenaga  Listrik  oleh  PT  PLN  (Persero) dari  Pembangkit  Tenaga  Listrik  yang Menggunakan Energi Terbarukan Skala  Kecil  dan  Menengah  atau Kelebihan Tenaga Listrik. Muchlis, M dan Permana A.D, 2006, Proyeksi
Kebutuhan  Listrik  PLN  Tahun  2003
s.d 2020. Dalam Pengembangan Sistem  Kelistrikan  Dalam  Menunjang Pembangunan Nasional Jangka Panjang  (Editor  Abu  Bakar  Lubis  dan
Martin Djamin). Pusat Pengkajian dan Penerapan  Teknologi  Konversi  Dan Konservasi  Energi,  BPPT,  Jl.  M.H. Thamrin No. 8, Jakarta 10340: hal. 19- 29.
Prawira,  S.    2010.    Pelaksanaan  Program Prioritas
Energi. http://www.esdm.go.id/siaran- pers/55-siaran-pers/3271- pelaksanaan-program-prioritas- energi.html.  Diakses, 3 Februari 2011.
RNAM.    1995.    RNAM  Test  Codes  and Procedures  for  Farm  Machinery. ESCAP.
Santoso,  J.  dan  Yudiartono,  2005,  Analisis
Prakiraan  Kebutuhan  Energi  Nasional Jangka  Panjang  Di  Indonesia.  Dalam Strategi  Penyediaan  Listrik  Nasional Dalam Rangka Mengantisipasi Pemanfaatan  PLTU  Batubara  Skala Kecil,  PLTN,  Dan  Pembangkit  Energi Terbarukan (Editor Indyah Nurdyastuti  dan  M.  Sidik  Boedoyo). Pusat  Pengkajian  dan  Penerapan Teknologi  Konversi  Dan  Konservasi
Energi,  BPPT,  Jl.  M.H.  Thamrin  No.  8, Jakarta 10340: hal. 1-12.
Suroso,  2002,  The  Prospect  of  Small  Hydro Power  Development  in  Indonesia (Country  Report).  TCDC  Training Course  on  Small  Hydro  Power  from  9 Oct  -  18  Nov  2002,  Hangzhou,  People Republic of China.