## Analisis Tekno Ekonomi Energi Micro Wind Turbine Di Kawasan  Perbatasan
(Studi  Kasus : Desa Temajuk Kecamatan Paloh Kabupaten  Sambas)
Aleksander Franky (1) , Jamhir Islami (2)
(1) Laboratorium Konversi Energi, Jurusan Teknik Elektro,
(2) PLP Laboratorium Elektroteknika Dasar, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Tanjungpura Pontianak e-mail: alekfranky98@gmail.com
Abstract – Permasalahan  dalam  perlistrikan  wilayah terpencil  dan  perbatasan  adalah  letaknya  yang  jauh dari  pusat  pembangkitan  dengan  kondisi  akses  yang buruk,  membuat  biaya  investasi  menjadi  sangat  tinggi otomatis  harga-harga  barang    yang  lain  akan mengikutinya pula untuk itu diperlukan energi alternatif untuk  mengatasi  masalah  ini.  Salah  satu  energi alternatif  untuk  mengatasi  krisis  energi  listrik  saat  ini yaitu  dengan  memanfaatkan  energi  angin  atau  PLT- Angin untuk menghasilkan energi listrik terutama untuk kawasan  perbatasan  di  Kalimantan  Barat  yang aksesnya  sulit  untuk  dijangkau  jaringan  PLN  seperti  di Desa  Temajuk  Kecamatan  Paloh  Kabupaten  Sambas dimana  memiliki  potensi  angin  yang  baik  dengan kecepatan  angin  rata-rata  2,914  m/s  dan  kecepatan angin  maksimum  7,5  m/s  pada  ketinggian  20  m menggunakan turbin angin tipe AWI-E1000T 1000 Watt dengan cut- in speed 1.5 m/s akan mampu memproduksi energi  listrik  sebesar  1.861  kWh/tahun.    Ada beberapa parameter  dalam  melakukan  perhitungan  dan  analisis tekno  ekonomi  energi berbasis  web  dan berbantuan program  excel seperti  Periode  Pengembalian  (Payback Period),  Perhitungan  Pemulihan  Modal  (Capital Recovery), dan Analisis Rate Of Return (ROR). Periode pengembalian  pada  6,26  tahun  lebih  kecil  dari  umur rencana investasi selama 20 tahun, Nilai tarif  minimal produksi  energi  per  kWh    adalah  Rp  3.314,- agar terjadi  kondisi impas (BEP) pada akhir  masa pakai  20 tahun  tingkat  suku  bunga (MARR) 13,5  %,  estimasi besar  tingkat  suku  bunga  Minimum  Attractiv  Rate  Of Return  (MARR)  tercapainya  Rate  Of  Return  (ROR) adalah 4,93 %.
Dari  hasil  perhitungan  dan  analisis  tekno  ekonomi serta  kajian  yang  telah  dilakukan  mengenai  potensi angin  dan  sistem  kerja  turbin  angin maka layak dilaksanakan untuk kesejahteraan masyarakat sekitarnya.
Keywords – Turbin Angin, Analisis Periode
Pengembalian, Web.

## 1. Pendahuluan
Daerah  perdesaan  seperti  Desa  Temajuk  Kecamatan Paloh Kabupaten Sambas Kalimantan Barat yang secara langsung  berada  di  perbatasan,  umumnya  memiliki
potensi  sumber  energi  baru  dan  terbarukan  yang  cukup besar  yaitu  sumber  energi  angin.  Secara  geografis wilayah  tersebut  terletak  di  pinggiran  pantai  Laut Natuna,  yang  lokasinya  tepat  untuk  dijadikan tempat Pembangkit  Listrik  Tenaga  Angin.  Potensi  angin  di kawasan  perbatasan  ini  layak  dikembangkan  dan dilakukan perhitungan secara ekonomis dengan mengacu  pada    penelitian  terdahulu  dengan  kecepatan angin rata-rata 2,914 m/s pada ketinggian 20 meter.
Penelitian  ini  sebelumnya  telah  dilakukan  oleh saudara  Muhammad  Husni  Tamrin  dengan  ruang lingkup  penelitian  yaitu    melihat    kelayakan  potensi pembangkit energi listrik tenaga angin di Desa Temajuk Kecamatan  Paloh  Kabupaten  Sambas. Penelitian lanjutan  yang  akan  dilakukan  adalah  melakukan perhitungan  analisis  tekno  ekonomi  energi  dari  biaya investasi  pembangunan  PLT-Angin.  Analisis  teknis potensi  energi  angin  menggunakan  data  sekunder  yaitu data kecepatan angin dan suhu yang diperoleh dari hasil pengukuran  atau pengamatan  sebelumnya  yaitu  selama satu  tahun  serta  perhitungan  teknis  berbasis  web  secara umum.
Analisis  ekonomi  energi  pembangkit  listrik  tenaga angin lebih diprioritaskan untuk aplikasi pengembangan dan  pemanfaatan  energi  angin  di  kawasan  perbatasan seperti  di  Desa  Temajuk  Kecamatan  Paloh  Kabupaten Sambas  dan  sekitarnya  dengan  menggunakan  turbin angin  tipe  AWI-E1000T  1000W  MICRO  WIND TURBINE Serta mengetahui biaya investasi pembangunan  PLT-Angin  dengan  berbagai  variabel perhitungan analisis ekonomi energi berbantuan program excel.

## 2. Pengertian Angin [1,2,5,7,8]
Angin  adalah  udara  yang  bergerak  karena  adanya perbedaan  tekanan  di  permukaan  bumi  ini.  Angin  akan bergerak dari suatu daerah  yang  memiliki tekanan  yang lebih  rendah.  Angin  yang  bertiup  dari  permukaan  bumi ini  terjadi  akibat  adanya  perbedaan  penerimaan  radiasi surya,  sehingga  mengakibatkan  perbedaan  suhu  udara. Adanya perbedaan suhu tersebut menyebabkan perbedaan  tekanan,  akhirnya  menimbulkan  gerakan udara.  Perubahan  panas  antara  siang  dan  malam
merupakan  gaya  gerak  utama  sistem  angin  harian, karena  beda  panas  yang  kuat  antara  udara  di  atas  darat dan  laut  atau  antara  udara  di  atas  tanah  tinggi (pegunungan) dan tanah rendah (lembah). 1.1  Energi Angin
Energi  kinetik  dari  sebuah  benda  dengan  massa m dan  kecepatan v adalah = ,  dengan  ketentuan kecepatan v tidak  mendekati  kecepatan  cahaya.  Rumus tersebut berlaku juga untuk angin yang merupakan udara bergerak, sehingga:
2 . . 2 1 v m E 
................................................. (1)
dimana :
E = energi (joule) m = massa udara (kg) v = kecepatan angin (m/det)
Energi kinetik pada suatu “blok” udara bermassa m yang mengalir dengan kecepatan v pada arah x.
1.2   Pemilihan Turbin Angin Yang Akan Digunakan
Turbin angin yang baik untuk diterapkan pada Desa Temajuk  adalah  turbin  angin  dengan  Cut-in  Speed minimal 1,5 m/s atau yang lebih rendah. Pada penelitian ini, analisa dilakukan dengan menggunakan turbin angin tipe AWI-E1000T 1000W MICRO WIND TURBINE. Kurva  karakteristik  turbin  angin  diperlihatkan  pada gambar.1 berikut.
Gambar 1.  Karakteristik Turbin Angin
Berdasarkan data pengukuran, estimasi kecepatan angin tahunan adalah sebagai berikut:
Gambar.2  Estimasi Kecepatan Angin Tahunan
Kurva  Weibull  kecepatan  angin  adalah seperti  pada gambar.3 berikut:
Gambar.3  Kurva Weibull Data Kecepatan Angin
Berdasarkan kurva di atas maka diperoleh produksi energi listrik rata-rata perbulan adalah sebagai berikut:
Gambar.4  Produksi Energi Listrik Rata-Rata Per bulan.
Data hasil analisis sebagai berikut : Output Minimum : 0 kW Output Maksimum : 1 kW Output Rata-rata : 0,21 KW Jam Operasi : 8.046 Jam/Tahun Total Produksi Energi : 1.861 kWh/Tahun
0 2 4 6 8 10 12 14 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 D a y a O u tp u t (k W ) Kecepatan Angin (m/s) Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Ann 0 3 6 9 12 K e c e p a t a n A n g i n ( m / s ) Bulan max daily high mean daily low min 0 3 6 9 12 0 1 2 3 4 5 6 7 F r e k w e n s i ( % ) Kecepatan Angin (m/s) Data Kec. Angin Best-fit Weibull (k=1.95, c=3.39 m/s) Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 D a y a L i s t r i k ( k W )
1.3  Daya Listrik Turbin Angin
Daya adalah  energi  per  satuan  waktu.  Untuk mengetahui  suatu  energi  yang  dibangkitkan  oleh  angin selama  perjam    dapat  dinyatakan  dengan  persamaan berikut :
W = P x t  [Watt]  ……………………………..        (2 )
Untuk mengetahui daya atau energi yang dikeluarkan oleh alternator berdasarkan kecepatan angin dan diameter baling-baling (telah diketahui dan diameter 60 cm) dapat dinyatakan dengan rumus :
P = V 3 D 2 [Watt]  ...…………………………… (3)
2.   Pembahasan Analisis  Ekonomi [1,2,3,4,5,6,9]
2.1 Investasi [1, 2, 3, 4,5,6 ]
Investasi  adalah  suatu  kegiatan  yang  mengandung unsur  pengorbanan  atau  atau  pengeluaran  untuk mencapai  suatu  pengharapan  dimasa  yang  akan  datang. Sedikitnya  terdapat  2  (dua)  faktor  yang  terlibat  dalam investasi  yaitu;  Waktu  dan  Resiko.  Ada  suatu  invesatsi dimana  waktu  lebih  berperan  tetapi  pada  jenis  investasi lain  resiko  lebih  berperan.  Terdapat  2  (dua)  jenis investasi  yang  bisa  kita  bedakan  secara  umum  yaitu investasi finansial dan investasi nyata. Investasi finansial adalah  investasi  berupa  uang atau  sumber  daya  dalam bentuk  instrumen  keuangan  seperti  saham,  obligasi  dan yang  lainnya.  Investasi  nyata  adalah  investasi  dalam bentuk  benda  (aset)  nyata  seperti  pabrik,  peralatan produksi, tanah, dan sebagainya.
2.2   Pemulihan Modal (Capital recovery) CR (i) = Pw (Aw/Pw, i %, N) +  Aw – Fw(Aw/Fw, i %, N)
= Rp 17.892.464,- + Rp 3.050.175,- – Rp 1.463.531,-
= Rp  19.479.109,-/ tahun
Tabel 1 Perhitungan Pemulihan Modal (capital recovery)
PLT-Angin AWI-E1000T Kapasitas 1000 Watt DenganTingkat Suku Bunga (MARR) 13,5 %
Per Tahun.
PLT- Angin Biaya Investasi / Pw (Rp) Biaya Awal/Aw,/ Pw (Aw /P w,i% ,N) (Rp) Biaya Perawatan / Aw (Rp) Nilai Sisa /Aw,Fw (Aw /Fw ,i%,N) (Rp)
Pemulihn
Modal / CR
(Rp)
A B C D E F AW-
E100 0T
1000 Watt 122.007.000 17.892.464 3.050.175 1.463.531 19.479.109
Sumber : hasil perhitungan
2.3 Periode  Pengembalian (payback period)
Menghitung  kondisi  impas (BEP) dengan  kondisi annual, maka dicari periode waktu pengembalian (k) :
k =
= . . . . tahun =  6.26  tahun
Nilai  k <  n  (6.26 tahun <  20 tahun umur rencana), maka investasi tersebut dikatakan layak (feasible).
Tabel 2. Nilai Pengembalian Aset Pada Tahun ke 20 Dengan Analisis Perhitungan Periode Pengembalian (payback periode) Untuk PLT- Angin AWI-E1000T  1000 Watt Dengan Tarif per kWh Rp 1.500,- dan Tingkat Suku Bunga (MARR) 13,5 % Per Tahun Thn ke - N PLT- Angin Biaya Investasi/ P w (Rp) Biaya Perawatan /Pw,A w (P w /A w ,i% ,N) (Rp) Nilai Sisa / Pw F w (P w /F w ,i% ,N) (Rp) Nilai Jual Energi/ Pw Aw (Pw /Aw ,i% ,N) (Rp) Nilai Pengem- balian (Rp) A B C D E F G 20 AWI- E1000 T 1000 Watt 122.007.000 20.798.850 9.979.678 60.122.276 72.703.896

## Sumber : hasil perhitungan

## 2.4 Benefit Cost Ratio (BCR)
Untuk perhitungan ini digunakan persamaan  sebagai berikut :
BCR  =  PWB / PWC diketahui  :
PWB / tahun           =  Rp  19.479.109,- PWC / biaya awal   =  Rp 17.892.464,- Jadi, BCR  =  PWB / PWC = 19.479.109 /  17.892.464 BCR =   1.0887 Ini berarti investasi proyek layak (feasible) dilaksanakan karena nilai BCR > 1
2.5   Website
2.5.1  Perhitungan Teknis
Aplikasi  website  dalam  perhitungan  teknis  pada penelitian  ini  dapat  kita  lihat  di  laman  web: Kalbarnews.com/wind-turbine/
2.5.2  Perhitungan Ekonomis
Perhitungan  ekonomis  berbantuan  program  Excel dapat kita lihat juga di laman web: Kalbarnews.com/wind-turbine/simulation

## 3.      Kesimpulan
Total Produksi Energi adalah Rp 1.861,-
kWh/Tahun.
Nilai tarif  minimal produksi energi per    kWh     adalah Rp  3.314,- agar    terjadi    kondisi    impas (BEP) pada akhir  masa pakai  20 tahun tingkat suku bunga (MARR) 13,5 %.
BCR yang dihasilkan   1.0887 > 1. ROR yang dihasilkan 4,9% > suku bunga 13.5% PBP  yang  dhasilkan  6,26  tahun  <  20  tahun  umur rencana.

## Referensi
[1] Abdul  Kadir,  Prof.Ir,  “  Energi  Sumber  Daya,  Inovasi, Tenaga  Listrik  dan  Potensi  Ekonomi  ”,  Edisi  kedua tahun 1995, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta;
[2] Erlansyah,  “  Kajian  Potensi  Dan  Analisa  Ekonomis Pembangkit  Listrik  Tenaga  Angin  Sebagai  Energi
Alternatif”, Tesis, F akultas Teknik Elektro Universitas Tanjungpura, Pontianak, 2010;
[3] E.  Paul    DeGarmo,  William  G.  Sullivan,  James  A. Bontadelli,  Elin  M.  Wicks,  “  Ekonomi  Teknik ” ,  Edisi Kesepuluh  tahun  1997,    Penerbit    PT Prenhallindo,
Jakarta;
[4] M.Ismail  Yusuf,  Prof.  Dr .  Eng.  Ir.  MT,  “  Analisis Ekonomi  Energi  “,  Edisi  pertama  tahun  2010, Penerbit Universitas Tanjungpura Press, Pontianak;
[5] M.Giatman,    “  Ekonomi  Teknik ” ,    P.T.  Raja Grafindo Persada,  2011 ;
[6] Malik Ibrochim,  “  Analisis  Tekno  Ekonomi  Desain konfigurasi  Pusat  Listrik  Tenaga  Angin  (Wind  Farm) Dan  Perhitungan  Feed  In  Tariff    di  Indonesia”,  Tesis, Fakultas Teknik Elektro Universitas Indonesia Depok, 2010; [7] M.Husni  Tamrin,  “  Analisis  Potensi  Energi  Angin
Dalam  mendukung  Kelistrikan  Kawasan  Perbatasan di Desa Temajuk Kecamatan Paloh Kabupaten Sambas  ”, Skripsi,  Fakultas  Teknik  Jurusan  Teknik
Elektro Universitas Tanjungpura, Pontianak, 2013;
[8] Mochammad  Machmud  Rifadil,  Era  Purwanto,
Arman Jaya, Gigih  Prabowo,  “  Sistem  Pembangkit Listrik Tenaga  Angin Sumbu  Vertikal  Untuk  Beban R umah  Tangga  ”,  Prodi Teknik  Elektro Industri, Dept.Teknik  Elektro, Politeknik Elektronika  Negeri
Surabaya,    Kampus  ITS Keputih  Sukolilo,  Surabaya, 601111, Paper ID : 021, 2013;
[9] Keputusan  Presiden  Republik  Indonesia  No.  8  Tahun 2011  tentang  ”Tarif  Tenaga  Listrik  yang  Disediakan oleh Perusahaan (Persero)PT. Perusahaan Listrik Negara ”.