Jurnal Media Elektro , Vol. 1, No. 2, Oktober 2012                                                                         ISSN 9772252- 669007

## POTENSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO (PLTMH) PADA SALURAN IRIGASI DI  SUNGAI AESESA KECAMATAN AESESA KABUPATEN NAGEKEO

## Wellem Fridz Galla, Evtaleny R. Mauboy, M. Mahadir Putra
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknik, Undana, Jl.Adisucipto Penfui-Kupang
E-mail : wfidzg@yahoo.co.id

## Abstrak
Salah  satu  energi  terbaharukan  yang  sangat  potensial  adalah  energi  air.  Aliran  sungai  Aesesa  yang terletak  di  Kecamatan  Aesesa,  Kabupaten  Nagekeo  dapat  dimanfaatkan  untuk  Pembangkit  Listrik Tenaga  Mikrohidro  (PLTMH).  Selama  ini  masyarakat  hanya  memanfaatkan  aliran  sungai  Aesesa sebagai kebutuhan air bersih dan irigasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya daya listrik yang dapat dibangkitkan oleh PLTMH, yaitu dengan memanfaatkan salah satu saluran irigasi yang telah ada. Pengumpulan data dilakukan melalui pengukuran head serta debit air. Berdasarkan data pengukuran didapat head 5,73 m serta debit maksimum 1,399 m 3 /detik menghasilkan daya teoritis sebesar 78,56 kW dan daya generator 48,43 kW. Pada perhitungan debit desain menggunakan diameter pipa pesat 24 dim akan memanfaatkan debit air sebesar 0,598 m 3 /detik dan untuk diameter pipa pesat 26 dim adalah 0,95 m 3 /detik  yang  masing-masing  menghasilkan  daya  teoritis  sebesar  33.58  kW  dan  53.35  kW  serta  daya generator 20,7 kW dan 32.88 kW.

## Abstract
One of energy new to be a real potential is water energy. River Aesesa which located in Aesesa Distrct, Nagekeo can be exploited for Power Station of Microhidro Energy. Nowdays, public only exploit river Aesesa as clean amount of water required and irrigation. This research aim to know level of electricity which  can  be  awakened  by  Power  Station,  that  is  by  exploiting  one  of  irrigation  channel  which  there have.  Data  collecting  is  done  by  through  measurement  of  head  and  water  strength.  Based  on measurement data is gotten by 5.73 m head and water maximum strength  1.399 m3/s  yields theoretical energy  power  78.56  kW  and  generator  power  48.43  kW.  In  design  applies    pipe  24  dim  will  exploit water strength 0.598 m3/s and  pipe 26 dim is 0.95 m3/s which yielding is theoretical energy power 3358 and 5335 kW and generator  power 20.7 and 3288 kW.

## Keyword: Head, Microhidro, Electric Power

## 1. Pendahuluan
Salah  satu  energi  terbarukan  yang  sangat  potensial  adalah penggunaan  energi  air  untuk  Pembangkit  Listrik  Tenaga Mikro  Hidro  (PLTMH).   PLTMH  adalah  istilah  yang digunakan untuk instalasi pembangkit  listrik yang menggunakan energi air. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai  sumber  daya  ( resources )  penghasil  listrik  adalah memiliki  kapasitas  aliran  dan  ketinggian  tertentu  dan instalasi. Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari instalasi, maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.
Sungai  Aesesa  merupakan  sungai  yang  terletak  di Kecamatan  Aesesa,  Kabupaten  Nagekeo.  Selama  ini masyarakat  Kecamatan  Aesesa  hanya  memanfaatkan  aliran sungai  Aesesa  sebagai  irigasi  dan  kebutuhan  air  bersih. Kebutuhan  air  irigasi  dipenuhi  oleh  Bendungan  Sutami dengan  kapasitas  mengairi  6000  ha,  debit  tertinggi  7,8 m³/detik  debit  minimum  2-4  m³/detik,    sehingga  perlu dilakukan pemanfaatan energi air untuk dapat menghasilkan energi  listri  [1].    Dengan  demikian  diharapkan  dapat mengurangi pemakaian bahan bakar fosil untuk membangkitkan listrik.
Berdasarkan data debit air yang terdapat pada Sungai Aesesa tersebut  memungkinkan  untuk  membangun  suatu  PLTHM.
Hasil penelitian [2], menunjukkan bahwa dengan besar debit air sungai sebesar 0,104 m 3 dengan  head 25,28 meter, maka dapat  menghasilkan  daya  listrik  yang  dibangkitkan  sebesar 14,263  kW.  Kemudian,  hasil  penelitian  [3],  menunjukkan bahwa,  dengan  debit  sebesar  0,80    m³/detik  dan  beda ketinggian (head) sebesar  4  meter,  diperoleh  daya  listrik sebesar  27,31  kW.  Selanjutnya  [4],  juga  memberikan informasi lain dengan menggunakan ketinggian jatuh sebesar 7,1 meter dan debit rata-rata  0,45 m 3 /s dapat menghasilkan listrik sebesar16,4 kW.

## 2. Metode Penelitian

## 2.1 Lokasi Penelitian
Penelitian  akan  dilakukan  di  sungai  Aesesa  Kecamatan Aesesa, Kabupaten Nagekeo, yang dilaksanakan selama satu bulan, yaitu pada bulan Februari 2012.

## 2.2 Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: meter, stopwatch, benda apung/pelampung, s tick kayu , tali rafia/tali  plastic,  selang  air  plastik  transparan  ¼  inch, panjang 10-20 m, dan mistar ukur.

## 2.3 Metodologi yang Digunakan
Pada  penelitian  ini  dilakukan  survei  langsung  pada  lokasi, yang  bertujuan  untuk  mendapatkan  data  primer  dan  data sekunder,  seperti  mengukur  daerah  aliran  sungai,  tinggi permukaan  air,  tinggi  terjun  ( head ).  Sedangkan  untuk  data debit diukur pada bulan Februari.

## 2.4 Teknik Pengambilan Data
2.4.1 Pengukuran  Debit  Air  dengan  Menggunakan
Metode Benda Apung
Prosedur pengukuran mengikuti langkah sebagai berikut:
- Memilih  bagian  sungai  yang  relatif  lurus  dan penampangnya seragam, serta tentukan jarak pelemparan atau pelepasan benda apung (panjang).
- Mengukur  luas  penampang  bagian  sungai  tersebut dengan  membagi  dalam  beberapa  bagian  atau  titik, minimal 3 bagian seperti pada Gambar 1.
Gambar 1. Mengukur Luasan Sungai
- Menghitung  luas  dari  masing-masing  bagian  tersebut dengan mengikuti persamaan (2.1) ( ) ……….(2.1) Keterangan:
A  = Luas penampang  (m 2 ) l = Luas penampang (m 2 ) d   = Kedalaman bagian atau titik (m) n   = Nomor bagian atau nomor titik
Kemudian menghitung luas penampang secara keseluruhan: A = A 1 + A 2 + A 3 +…+A n ………(2.2)
Selanjutnya, menghitung luas penampang secara keseluruhan seperti Gambar 2

## Gambar 2 Luas Penampang
- Menjatuhkan benda apung beberapa meter sebelum garis start yang telah ditentukan.
- Mengukur  waktu  yang  diperlukan  benda  apung  tersebut untuk melewati jarak yang telah ditentukan.
- Menghitung kecepatanya aliran air:
* + …………….(2.3)
- Menghitung  kecepatan  dari  rata-rata  kecepatan  aliran sungai tersebut dengan rumus:
* + …………..(2.4) keterangan: c = faktor koreksi
- Menghitung debit air sungai dengan rumus: * + ……………. (2.5)

## 2.4.2 Pengukuran Tinggi Terjun (Head)
Adapun prosedur pengukuran sebagai berikut:
- Menyiapkan  selang  plastik  transparan  ¼  inch  dengan panjang 10-20 meter.
- Mengisi  selang  dengan air  sampai penuh  serta  pastikan selang terbebas dari gelembung udara.
- Melakukan pengukuran dimulai diatas elevasi perkiraan permukaan  air  pada  posisi  bak  penenang  yang  telah ditentukan, seperti Gambar 3.
Gambar 3. Teknik Mengukur Tinggi Head
- Pengukuran  kedua  dan  selanjutnya  dengan melanjutkan pada  titik  yang  lebih  rendah  dari  pengukuran sebelumnya,  dan  melanjutkan  pengukuran  sampai  ke lokasi  turbin  yang  akan  di  tempatkan,  seperti  pada Gambar 4.
-
.
Gambar 4. Urutan Pengukuran Tinggi Head
- Terakhir melakukan penjumlah seluruh hasil pengukuran atau jarak vertikal untuk mendapatkan head kotor ( gross head) dengan menggunakan rumus:
Head = Y + Y2 + Y3 + Y4 + Y5 +….+ Yn …(2.6)

## 2.5 Analisis Data
Setelah  diperoleh  besarnya  debit  dan head ,  maka  dapat  di tentukan  besarnya  daya  turbin  (P).  Daya  turbin  merupakan besarnya  daya  listrik  yang  dihasilkan,  dinyatakan  dalam satuan  kilowatt  (kW).  Besarnya  daya  turbin  dapat  dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:
P = ρ x g x Q x Δh ………………..(2.7)
Keterangan: P   = Daya turbin (kW) Q  =  Debit (m³/s) g   =   Gravitasi (9,81) h   =  head (m)

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Hasil Penelitian
3.1.1 Gambaran Umum Lokasi Penelitian
Lokasi  perencanaan  pembangkit  listrik  tenaga  mikrohidro terletak  pada  koordinat  8 0 34,183  Lintang  Selatan  dan  121 0 15,072 Bujur Timur seperti terlihat dalam Gambar 4.

## Gambar 5. Skema PLTMH Sungai Aesesa

## 3.1.2 Data Pengukuran
Dari  hasil  pengukuran  pada  saluran  irigasi  primer  didapat kecepatan rata-rata aliran  0,52  m/detik dan luas  penampang total 14,24 m, sehingga debit saluran irigasi primer, yaitu:

## ⁄ ⁄
Berdasarkan hasil pengukuran pada saluran irigasi sekunder didapat  kecepatan  rata-rata  aliran  0,455  m/detik  dan  luas penampang  total  3,075  m,  sehingga  debit  saluran  irigasi sekunder, yaitu:

## ⁄ ⁄
Besar  debit  air  keluaran  pintu  B  dari  saluran  primer  akan dialihkan  ke  saluran  pembawa  untuk  digunakan  sebagai pembangkit  listrik,  kemudian  disalurkan  ke  saluran  irigasi sekunder.  Sehingga  debit  maksimum  yang  akan  digunakan sebesar 1,399 m 3 /detik.

## Hasil Pengukuran Tinggi Jatuh Air (Head)

## Tabel 1. Pengukuran Jarak dan Ketinggian Bak    Penenang ke
Rumah Turbin No. Jarak (m) Ketinggian (m) 1 0 – 10 1,53 2 10 – 18 1 3 18 – 25 0,97 4 25 – 30 0,5 5 30 – 37 1,73 Total 37 5,73

## Pipa Pesat (Penstock)
Dengan  debit  yang  mengalir  sebesar  1,399  m 3 /detik  serta panjang  pipa  pesat  dari  bak penenang  menuju rumah  turbin 37  m  dengan  tinggi  jatuh  5,73  m  dan  material  pipa  pesat menggunakan  pipa Polyethylene (PE)  dengan  koefisien manning (n) 0,009, maka diameter pipa pesat:
( )
( )
(     )

## Daya Teoritis
Dengan tinggi jatuh 5,73 m dan debit 1,399 m 3 /detik, maka daya teoritis yang dibangkitkan sebesar:
Pada pemilihan diameter pipa pesat akan disesuaikan dengan ukuran  diameter  pipa  pesat  yang  ada  di  pasaran.  Adapun hasil  perhitungan  debit  dan  daya  teoritis  yang  dibangkitkan dengan  menggunakan  ukuran  pipa  pesat  di  pasaran  dapat dilihat pada Tabel 2.

## Tabel 2. Data Hasil Perhitungan dan Pengukuran Berdasarkan Diameter  Pipa Pesat
Dia- meter (Dim) Dia- meter (Dim) Head (m) Debit (m 3 /detik) Panjang Penstock (m) P Teoritis (kW) 6 0,15 5.73 0,000406 37 0,02 8 0,2 5.73 0,00193 37 0,11 10 0,25 5.73 0,00604 37 0,34 12 0,3 5.73 0,015 37 0,84 18 0,45 5.73 0,15 37 8,42 20 0,5 5.73 0,25 37 14,04 24 0,6 5.73 0,598 37 33,58 26 0,65 5.73 0,95 37 53,35 28 0,7 5.73 1,46 37 81,98

## Daya Generator
Penentuan  debit  desain  yang  akan  digunakan  berdasarkan pada  pemilihan  ukuran  pipa  pesat  yang  banyak  di  pasaran. Berdasarkan  Tabel  2  hasil  perhitungan  debit  desain menggunakan diameter pipa pesat 24 dim akan memanfaatkan  debit  air  sebesar  0,598  m 3 /detik  dan  untuk diameter  pipa  pesat  26  dim  adalah  0,95  m 3 /detik.  Dengan efisiensi  generator  0,85,  efisiensi  turbin  0,74  dan  efisiensi transmiter  0,98,  maka  besar  daya  yang  dibangkitkan generator, yaitu:
- Menggunakan pipa pesat 24 dim
- Menggunakan pipa pesat 26 dim
- Menggunakan debit  1,399 m 3 /detik
x

## 3.2 Pembahasan Hasil Penelitian
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan,  maka terlihat bahwa Sungai Aesesa Kecamatan Aesesa, Kabupaten Nagekeo  terdapat  potensi  sumber  energi  yang  dapat dikembangkan  untuk  membangun  PLTMH.  Dari  hasil perhitungan secara teoritis, maka potensi sumber energi yang bisa  dibangkitkan    sebesar  33.58  kW  dan  53.35  kW  serta daya generator 20,7 kW dan 32.88 kW.  Selanjutnya, dengan berdasarkan hasil  survey  dan hasil  perhitungan,  maka  dapat dibuat  perencanaan  konstruksi  sipil,  seperti  yang  terlihat dalam Gambar  6.
Gambar 6. Rencana Kontruksi Sipil

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  dan  pembahasan,  maka  dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:
1. Lokasi perencanaan pembangkit listrik tenaga mikrohidro terletak  pada  koordinat  8 0 34,183  Lintang  Selatan  dan 121 0 15,072 Bujur Timur, dengan ketinggian 5,73 m pada jarak 37 m dari bak penenang ke rumah pembangkit.
2. Debit  desain  yang  digunakan  berdasarkan  pemilihan diameter  pipa  pesat  yang  ada  dipasaran,  yakni  debit 0,598 m 3 /detik, 0,95 m 3 /detik dan debit maksimum 1,399 m 3 /detik,  masing-masing  menghasilkan  daya  teoritis sebesar  33,58  kW,  53,35  kW  dan  78,56  kW  dan  daya keluaran  masing-masing  generator  sebesar  17,98  kW, 28,56 kW dan 42,06 kW.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] ( http: // www. oocities.org/ kapetmbay / infrastruktur.htm )
[2]   Ilham, Jumiati dalam Ichsan Gorontalo. 2008. Evaluasi Potensi Energy  Air Pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro . http://www.google.co.id/search?q=  jurnal %2C+jumaiti +  ilham%2C+PLTMH&ie=utf-8&oe=utf 8&aq=t&rls  =  org.mozilla  :  en-US:  official  & client=firefox-a , diakses 21-11-2011.
[3] Amri,  Khairul,  2009. Kajian  Potensi  Pembangkit Listrik  Tenaga  Mikrohidro  Di  Sungai  Air  Kule Kabupaten  Kaur . http:  //  www.  scribd.  com/  doc/ 72342310/Jurnal-PLTMH-09-Khairul-Amri-Reintek , diakses 13-11-2011.
[4] Anggono,  Hudan  Guntur. 2008. Studi  Pembangunan PLTMH  Sumberan  16,4  kW  Di  Dusun  Sumberan Pacet  Mojokerto  Jawa  Timur . http://tsu.or.id/cms /index.php?  option  =  com_Rokdownloads  &  view  = folder&Itemid=81 , diakses 21-11-2011