## SIMULASI PEMILIHAN TURBIN AIR MENGGUNAKAN SIMULATOR TURBNPRO STUDI KASUS PLTMH MALABAR
Rony Darpono 1 , Riyani Prima Dewi 2
12 Teknik Elektronika Politeknik Harapan Bersama Tegal (9 pt) email: 1 ronydr80@gmail.com , 2 riyanipdewi@gmail.com

## Abstract
Indonesia  mempunyai  potensi  tenaga  air  yang sangat  besar  dikembangkan  baik  dalam  PLTA  skala  besar maupun mini dan mikro. Tetapi untuk mengembangkan hydro power  dibutuhkan  kajian-kajian  yang  rumit  dan  biaya  yang tinggi,  ditambah  dengan  kondisi  alam  Indonesia  yang menyulitkan  dalam  survey  lokasi  menjadi  hambatan dikembangkannya  hydro  power  skala  kecil.  Dalam  tugas akhir ini dipaparkan suatu metode pendekatan dalam analisis potensi dikembangkan hydro power. Metode ini memungkinkan  seseorang  dapat  menganalisis  potensi  suatu sumber  air  dengan  data  lapangan  yang  telah  ada.  Dalam metode  ini  diambil  contoh  kasus  aliran  sungai  di  Perkebuna Malabar  dalam  kajian  potensi  enegri  listrik  yang  dapat dihasilkan  di  daerah  tersebut.  Karena  geografis  perkebunan Malabar  berupa  bukit,  maka  pengambilan  satu  titik  lokasi untuk  dijadikan  pembangkit  harus  mempertimbangkan  arah gerakan tanah agar aman dari kemungkinan longsor. Kata  Kunci  :    Pembangkit  Listrik  Tenaga  Air,  Head  Efektif, Debit Andalan.

## I. PENDAHULUAN
Seiring  dengan  meningkatnya  pembangunan  terutama pembangunan  di  sektor  industri,  pertumbuhan  ekonomi  dan pertumbuhan  penduduk,  kebutuhan  akan  energi  khususnya energi  listrik  terus  meningkat.  Penyediaan  energi  di  masa depan  merupakan  permasalahan  yang  senantiasa  menjadi perhatian  semua  bangsa  karena  bagaimanapun  juga kesejahteraan  manusia  dalam  kehidupan  modern  sangat terkait  dengan  jumlah  dan  mutu  energi  yang  dimanfaatkan. Bagi  Indonesia  yang  merupakan  salah  satu  negara  sedang berkembang,  penyediaan  energi  merupakan  faktor  yang sangat penting dalam mendorong pembangunan.
Adanya isu tentang pemanasan global, konversi bahan bakar  minyak  menjadi  batubara  dan  gas  bumi  akan  menjadi tidak  popular  di  masa  depan,  karena  batubara  menghasilkan emisi  karbon  yang  sangat  besar.  Jadi  dibutuhkan  alternatif energi  lain  sebagai  pengganti  bahan  bakar  fosil  (minyak bumi, batubara, dan gas alam). Energi alternatif tersebut dapat berupa  energi  yang  dapat  dapat  diperbarui  seperti:  angin, matahari,  air,  dan  biomass  yang  belum  secara  optimal dimanfaatkan di Indonesia.

## II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjau Pustaka
Pada  tinjauan  pustaka  ini  membahas  penelitian sebelumnya terkait tentang Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) sebagai berikut:
1. Suwignyo,  Perencaan  dan  pembuatan  Turbin  Propeller untuk  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikro  Hidro (PLTMH),  Seminar  Nasional  Sains  dan  Teknologi Terapan V, 2017. Penelitian ini membahas kegiatan awal (pengembangan  syarat  dan  data  teknis)  dilakukan dengan  pengukuran  data  primer  (debit  air  dan  tinggi jatuh  hidrolik)  untuk  menentukan  daerah  kerja  dan  tipe turbin yang bersesuaian. Dilanjutkan dengan perencanaan  kecepatan  spesifik  ( Dimensionless  specific speed )  secara  grafis  dan  atau  analitis.  Analisa  desain turbin diawali dengan pemilihan tipe turbin, dilanjutkan perhitungan  daya  hidrolik  dan  perencanaan  kecepatan spesifik. Analisa desain komponen turbin hidro meliputi analisa  desain  hidrolik  sudu  turbin,  sudu  pengarah aliran,  poros  turbin  dan  lainnya.  Penggambaran  desain komponen  turbin  hidro  secara  keseluruhan  didasarkan pada dimensi hasil analisa hidrolik dan analisa mekanik dari  masing-masing  komponen  turbin.  Gambar  desain rinci  dijadikan  dasar  pembuatan/  pabrikasi  komponen turbin dan dijadikan dokumen bahan evaluasi desain dan kegiatan pengujian kinerja turbin.
2. Ade  Rahmat,  Simulasi  perancangan  Turbin  Propeller sumbu  Vertikal  untuk  pembangkit  listrik  Tenaga Mikrohidro,  Univertitas  andalas  2011.  Pada  penelitian ini membahas tentang karakteristik turbin propeler head rendah  berdasarkan  hasil  simulasi  perhitungan,  dan perancangan  serta  membandingkan  hasil  simulasi perhitungan  dan  perancangan  dengan  referensi  dan Mengetahui  pengaruh  dari  perbedaan  input  yang diberikan  terhadap  dimensi  komponen  pendukung  pada perancangan turbin propeller.
3. Danny  Samuel  Pelupessy,  Pemilihan  Type  Turbin  pada Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikro  Hidro  (PLTMH), Jurnal  Teknologi  Volume  9,  2012.  Penelitian  ini membahas  tentang  Potensi  air  sungai  Cimuja  dapat menghasilkan  tenaga  listik  52  kW,  dan  turbin  yang cocok  digunakan  adalah  type  Crossflow.  Ditinjau  dari berbagai  sudut  pandang,  proyek  PLTMH  ini  termasuk ramah  lingkungan.  Pemanfaatan  air  sungai  tidak  akan menggangu  habitat  flora  dan  fauna  sepanjang  sungai, karena  air  hanya  dipinjam  dan  diambil  energinya  saja, sedangkan airnya dikembalikan ke aliran sungai. Proyek pembangunan PLTMH ini akan membawa manfaat yang besar  bagi  kelangsungan  hidup  masyarakat  desa  serta flora dan fauna disekitarnya.

## 2.2 Hidrologi
Siklus  hidrologi  adalah  sirkulasi  air  yang  tidak pernah  berhenti  dari  atmosfer  ke  bumi  dan  kembali  ke atmosfer  melalui  kondensasi,  presipitasi,  evaporasi  dan transpirasi.  Matahari  sebagai  sumber  energi  terbesar  di  alam semesta  memberikan  pengaruh  paling  besar  dalam  proses siklus  hidrologi.  Siklus  hidrologi  berawal  dari  penguapan  air laut,  sungai,  danau  dan  sebagainya,  namun  yang  terbesar adalah air laut. Penguapan air laut memungkinkan terjadinya siklus  hidrologi  yang  berlangsung  terus  menerus.  Air berevaporasi,  selanjutnya  jatuh  ke  bumi  sebagai  presipitasi dalam berbagai bentuk seperti hujan, hujan es, salju, gerimis, bahkan kabut sekalipun.
Pada  perjalanan  menuju  ke  bumi,  beberapa presipitasi  dapat  berevaporasi  kembali  ke  atas  atau  langsung jatuh  yang  kemudian  diintersepsi  oleh  tanaman  sebelum mencapai  tanah.  Setelah  mencapai  tanah,  siklus  hidrologi terus  bergerak  secara  berkelanjutan  dalam  3  cara  yang berbeda, yaitu:
➢ Evaporasi atau transpirasi, adalah suatu keadaan dimana terjadi penguapan oleh air yang terdapat di laut, sungai, danau,  tanamanan,  dan  di  darat  menuju  ke  atmosfer bumi. Partikel-partikel uap air hasil dari penguapan tadi akan  membentuk  awan.  Pada  keadaan  tertentu,  dimana terjadi  peningkatan  massa  jenis  pada  kumpulan partikel uap  air  tersebut,  maka  uap  air  akan  turun  ke  bumi (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, mapun es.
➢ Infiltrasi  atau  Perkolasi,  adalah  suatu  keadaan  dimana terjadi  pergerakan  air  didalam  tanah  lewat  saluran- saluran  yang  ada  pada  celah  dan  pori-pori  tanah  serta batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi  kapiler  atau  air  dapat  bergerak  secara  vertikal  atau horizontal di bawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.
➢ Air Permukaan, yaitu suatu keadaan dimana air bergerak di atas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau.  Pergerakan  air  ini  dipengaruhi  oleh  landai  atau tidaknya bentuk permukaan tanah dan saluran celah dan pori-pori  pada  tanah.  Semakin  landai  bentuk  tanah  dan semakin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin  besar.  Aliran  permukaan  tanah  dapat  dilihat biasanya  pada  daerah  urban.  Sungai-sungai  bergabung satu  sama  lain  dan  membentuk  sungai  utama  yang membawa seluruh air permukaan di sekitar daerah aliran sungai menuju laut.
Air  permukaan,  baik  yang  mengalir  maupun  yang tergenang  (danau,  waduk,  rawa),  dan  sebagian  air  bawah permukaan  akan  terkumpul  dan  mengalir  membentuk  sungai dan  berakhir  ke  laut.  Proses  perjalanan  air  di  daratan  itu terjadi  dalam  komponen-komponen  siklus  hidrologi  yang membentuk sistem Daerah Aliran Sungai (DAS).
Sungai  adalah  aliran  air  yang  besar  dan  memanjang yang  mengalir  secara  terus-menerus  dari  hulu  (sumber) menuju  hilir  (muara).  Kemanfaatan  terbesar  sebuah  sungai adalah untuk irigasi pertanian, bahan baku air minum, sebagai saluran  pembuangan  air  hujan  dan  air  limbah,  bahkan potensial  untuk  dimanfaatkan  sebagai  pembangkit  listrik tenaga air.
Konsep  kerja  pembangkit  listrik  tenaga  air  itu  sendiri cukup  sederhana,  yaitu  mengubah  energi  potensial  air  pada ketinggian menjadi energi putar mekanis dengan menggunakan  turbin  air  dan  kemudian  energi  mekanis tersebut  diubah  menjadi  energi  listrik  menggunakan generator.
Pada  gambar  2.1  dapat  dilihat  skema  dari  pembangkit listrik  tenaga  air.  Air  pada  sungai  mengalir  menuruni  suatu ketinggian, di salah satu titik ketinggian air dibendung untuk dialirkan  pada  saluran  (pipa/penstock).  Energi  potensial  air pada  ketinggian  tersebut  kemudian  dialirkan  menuju  turbin melalui  penstock  sehigga  turbin  berputar.  Putaran  turbin  itu akan  menggerakkan  rotor  generator  yang  akan  menghasilkan listrik. Listrik yang dihasilkan tersebut kemudian disesuaikan tegangannya  dengan  tegangan  jaringan  menggunakan transformator untuk disalurkan kepada konsumen.
Dari  skema  pembangkitan  listrik  tenaga  air,  dapat diambil  besaran-besaran  utama  yang  penting  dalam  analisis pembangunan  PLTA  tersebut.  Besaran-besaran  utama tersebut  antara  lain  :  head,  debit  air,  potensi  daya,  dan efisiensi.
Head adalah perbedaan ketinggian dua titik pada kolom cairan  dan  menghasilkan  tekanan  pada  titik  yang  lebih rendah. Atau dikenal dengan perbedaan ketinggian permukaan  air  bagian  atas  dengan  bagian  bawah  tempat turbin  diletakkan[7].  Debit  adalah  kapasitas  aliran  (Q)  yang merupakan sejumlah kubik (volume) cairan yang dipindahkan dalam  waktu  tertentu,  biasanya  diberikan  satuan  m3/s. Umumnya  suatu  sumber  air,  kapasitas  alirannya  berubah- ubah tergantung dari besar kecilnya curah hujan dan beberapa faktor lainnya.
Sedangkan daya yang dapat dikonversikan adalah energi per  satuan  waktu,  dalam  hal  ini  per  detik,  dan  volume  per detik adalah debit, sehingga persamaan daya menjadi:
𝑃 = ( 𝜌 . 𝑄 . 𝑔 . 𝐻 ) 𝑘𝑊 Dengan : P = Potensi daya listrik (kW) 𝜌 = massa jenis air [ kg/m3 ] H = head ( ketinggian jatuh air ) [meter] Q = debit air [ m3/s ] g = percepatan gravitasi bumi [ m/s2 ] η  =  efisiensi  total  efisiensi  sistem  (  turbin,  generator,  dan pekerjaan sipil )

## III. METODE PENELITIAN

## 3.1 Tahapan Penelitian
Penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan. Tahapan- tahapan pelaksanan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Tinjauan  Pustaka,  dilakukan  dengan  mempelajari buku  referensi,  makalah,  artikel,  maupun  sumber- sumber lainnya yang berhubungan dengan pembangkit listrik tenaga air.
2. Pengambilan  sample  data  lokasi  dari  pihak-pihak yang berwenang.
3. Melakukan pendekatan pengukuran lapangan dengan software  untuk  mendapatkan  data  yang  belum tercatat seperti:
- Mengidentifikasi kemungkinan site untuk dibangun menjadi area pembangkit
- Mengukur head yang tersedia dari site
-  Mengidentifikasi  lokasi  kemungkinan  penempatan power house
4. Melakukan  analisis  debit  andalan  menggunakan metode F.J Mock.
5. Melakukan site visit untuk mengkonfimasi data hasil pengamatan dengan software.
6. Penghitungan  potensi  daya  listrik  yang  dapat dihasilkan.
7. Kesimpulan dan penulisan laporan penelitian.
Berikut adalah flowchart dalam melakukan penelitian ini :

## Gambar 3.1 Flowchart Penelitian

## 3.2 Data dan Software
Data yang perlu dikumpulkan untuk melakukan penelitian ini diantaranya :
1. Data Debit harian Suangi Cilaki
2. Peta topografi wilayah perkebunan Malabar
3. Data klimatologi wilayah perkebunan Malabar
Sedangkan  software  yang  dipakai  untuk  membantu  proses menghitung dan analisis adalah Ms.Excle dan Google Earth.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Hidrologi 4.1.1 Metode Perhitungan Debit
A. Metode F.J Mock Analisis debit empiris dengan menggunakan
data  curah  hujan  dan  kimatologi  menggunakan metode  F.J  Mock,  yaitu  analisis  keseimbangan  air untuk  menghitung  harga  debit  bulanan  berdasarkan tranformasi data curah hujan bulanan, evapotranspirasi,  kelembapan  tanah  dan  tampungan air tanah.
Prinsip  metode  F.J  Mock  menyatakan bahwa  hujan  yang  jatuh  pada  daerah  tangkapan  air, sebagian  akan  hilang  akibat  evapotranspirasi, sebagian  akan  langsung  menjadi direct  Runoff dan sebagian lagi akan masuk ke dalam tanah atau terjadi infiltrasi. Infiltrasi ini mula-mula akan menjenuhkan permukaan  tanah,  kemudian  terjadi  perkolasi  ke  air tanah  dan  akan  keluar  sebagai base  flow .  Hal  ini terdapat  keseimbangan  antara  air  hujan  yang  jatuh dengan  evapotranspirasi, direct  runoff dan  infiltrasi, dimana  infiltrasi  ini  kemudian  berupa  soil  moisture dan ground  water  discharge .  Aliran  dalam  sungai adalah  jumlah  aliran  yang  langsung  di  permukaan tanah dan base flow.
Adapun  langkah-langkah  perhitungan  Metode  F.J Mock dijabarkan sebagai berikut.
1. Data meteorologi
Data meterologi yang digunakan mencakup :
a.  Data  presipitasi  dalam  hal  ini  adalah  curah hujan bulanan dan data curah hujan harian.
b.  Data  klimatologi  berupa  data  kecepatan angin,  kelembapan  udara,  tempratur  udara dan penyinaran matahari untuk menentukan Evapotranspirasi potensial (Eto) yang dihitung  berdasarkan  metode  “Penman Modifikasi“. YA Studi Pustaka Pengumpulan Data Hitung Potensi Listrik dan Rancang Desain PLTMH Kesimpulan dan Saran Mulai Selesai Data Lengkap ? TIDAK
Gambar 4.1 flow chart Perhitungan Metode F.J Mock Sumber : Sinaro dkk, 1987
2. Evapotranspirasi Aktual ( Ea) Penentuan  harga  evapotranspirasi  aktual  ditentuakan berdasarkan persamaan:
𝐸 = 𝐸𝑇𝑜 𝑥 𝑑 30 𝑥 𝑚 𝐸 = 𝐸𝑇𝑜 𝑥 (𝑚 20 ⁄ )𝑥 (18 − 𝑛)

## 𝐸 = 𝐸𝑇𝑜 − 𝐸
Dengan : Ea = Evapotranspirasi aktual (mm) Eto = Evapotranspirasi potensial (mm) d = 27 – (3/2) x n n = jumlah hari hujan dalam sebulan
m  =  Perbandingan  permukaan  tanah  tanah  yang tidak  tertutup  dengan  tumbuh-tumbuhan penahan  hujan  koefisien  yang  tergantung jenis areal dan musiman dalam % )
m = 0 untuk lahan dengan hutan lebat.
m = Untuk lahan dengan hutan sekunder pada akhir musim  dan  bertambah  10  %  setiap  bulan berikutnya.
m = 10 – 40% untuk lahan yang erosi
m = 30 –50 % untuk lahan pertanian yang diolah ( sawah )
3. Keseimbangan air dipermukaan tanah (∆S)
a. Air hujan yang mencapai permukaan tanah dapat dirumuskan sebagai berikut :
∆S  =  R − Ea Dengan : ∆S = Keseimbangan air dipermukaan tanah R = Hujan Bulanan Ea = Evapotranspirasi Aktual Bila harga positif (R > Ea) maka air akan masuk ke dalam  tanah bila  kapasitas  kelembapan  tanah  belum terpenuhi. Sebaliknya bila kondisi kelembapan tanah sudah  tercapai  maka  akan  terjadi  limpasan permukaan ( surface runoff ).
Bila harga tanah ∆S negatif ( R > Ea ) , air hujan tidak dapat masuk kedalam tanah ( infltrasi ) tetapi air tanah akan keluar dan tanah akan kekurangan air ( defisit ).
b. Perubahan  kandungan  air  tanah  ( soil  storage ) tergantung  dari  harga  ∆S.  Bila  ∆S  negatif  maka kapasitas kelembapan tanah akan kekurangan dan bila harga ∆S positif akan menambah kekurangan kapasitas kelembapan tanah bulan sebelumnya.
c. Kapasitas  kelembapan  tanah  ( soil  moisture capacity ).
Di  dalam  memperkirakan  kapasitas  kelembapan tanah  awal  diperlukan  pada  saat  dimulainya perhitungan dan besarnya tergantung dari kondisi porositas  lapisan  tanah  atas  dari  daerah pengaliran.  Biasanya  diambil  50  s/d  250  mm, yaitu  kapasitas  kandungan  air  didalam  tanah  per
m 3 ,  semakin  besar  porositas  tanah  maka kelembapan tanah akan besar pula.
d. Kelebihan Air ( water surplus )
Besarnya air lebih dapat mengikuti formula sbb : 𝑊𝑆 =   ∆S − Tampungan Tanah
Dengan : WS = water surplus ∆S = R- Ea Tampungan Tanah = Perbedaan Kelembapan tanah
4. Limpasan  dan  penyimpanan  air  tanah  ( Run  off dan Ground Water storage )
a. Infiltrasi (i)
Infiltrasi  ditaksir  berdasarkan  kondisi  porositas tanah  dan  kemiringan  daerah  pengaliran.  Daya infiltrasi ditentukan  oleh  permukaan  lapisan  atas dari  tanah.  Misalnya  kerikil  mempuyai  daya infiltrasi yang  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan tanah liat yang kedap air. Untuk lahan yang terjal dimana air sangat cepat menikis diatas permukaan tanah sehingga air tidak dapat sempat ber- infltrasi yang  menyebabkan  daya infiltrasi lebih  kecil.  Formula  dari infiltrasi ini  adalah sebagai berikut :
𝑖 = 𝐾𝑜𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛 𝑖𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑥 𝑊𝑆
Dengan :
i = Infiltrasi (Koefisien Infiltrasi (i) = 0 s/d 1,0 ) WS = kelebihan air
b. Penyimpanan air tanah ( ground water storage )
Pada permulaan perhitungan yang telah ditentukan  penyimpanan  air  awal  yang  besarnya tergantung  dari  kondisi  geologi  setempat  dan waktu.  Persamaan  yang  digunakan  adalah (sumber : PT. Tricon Jaya, Sistim Planing Irigasi Ongka Persatuan Kab. Donggala Hal V-4)
V n =   k(V n – 1 ) +   1 2 ⁄  (1 + 𝑘) 𝑖 n
Dengan : V n = Volume simpanan ait tanah periode n ( m 3 ) V n – 1 = Volume simpanan air tanah periode n – 1 (m 3 ) 𝑘 = q t q o ⁄ merupakan  faktor  resesi  aliran  air tanah  ( catchment  are  recession  factor )  Faktor resesi aliran tanah (k) berkisar antara 0 s/d 1 q t = Aliran tanah pada waktu t (bulan ke t) q o = Aliran tanah pada awal (bulan ke 0) i n = Infiltrasi bulan ke n (mm)
Untuk  mendapatkan  perubahan  volume  aliran  air dalam tanah mengikuti persamaan :
∆V n =  V n −  V n – 1
c. Limpasan ( Run off )
Air  hujan  atau  presipitasi  akan  menempuh  tiga jalur  menuju  ke  sungai.  Satu  bagian  akan
mengalir sebagai limpasan permukaan dan masuk kedalam tanah lalu mengalir ke kiri dan kananya membentuk  aliran  antara.  Bagian  ketiga  akan berperkolasi jauh kedalam tanah hingga mencapai  lapisan  air  tanah.  Aliran  permukaan tanah  serta  aliran  antara  sering  digabungkan sebagai limpasan langsung ( direct runoff ). Untuk memperoleh  limpasan,  maka  persamaan  yang digunakan adalah : BF = I - (∆Vn ) D ro = WS – I
R on = BF +D ro
Dengan : BF = Aliran dasar (M 3 /dtk/km)
I = Infltrasi (mm) ∆Vn  =  Perubahan  volume  aliran  tanah (M3) D ro = Limpasan Langsung (mm) WS = Kelebihan air R on = Limpasan periode n (M 3 /dtk/km 2 ) d. Banyaknya air yang tersedia dari sumbernya. Persamaan yang digunakan adalah
Q n = R on x A
Dengan : Q n =  Banyaknya  air  yg  tersedia  dari  sumbernya periode n (m 3 /bln)
A  =  Luas  daerah  tangkapan  (catchment  area)
Km 2 4.1.2 Perhitungan Debit Andalan A. Perhitungan Evapotranspirasi Potensial (ETo) Untuk menghitung
evapotranspirasi potensial  (ETo)  digunakan  metode  “Penman Modifikasi”  dengan  persamaan  4.13  .  Contoh perhitungan ETo untuk bulan Januari :
Diketahui :
Data rerata Klimatologi seperti pada Tabel adalah sebagai berikut,
1. Temperatur rata-rata, T = 24,22 o C
2. Kelembaban udara relatif, RH = 79,27%
3. Kecepatan angin, u = 2,1085 m/det
4. Penyinaran matahari, n/N = 44,20 %
Langkah 1 : Dengan data T = 24,22 o C dan data Tabel 1 pada Lampiran D, didapat :
Tekanan uap jenuh (Ea), melalui interpolasi didapat : T = 24,2 o C → ea = 30.213 T = 24.4 o C → ea = 30.581 Maka dengan interpolasi :
T  =  24,22 o C → ea  =  30.213+ 30.581−30.213 24.4−  24,2 x  (24,22-
24,2)
ea = 30,2498 m.bar
Faktor penimbang suhu dan elevasi daerah (W) T = 24,2 o C → W = 0.737 T = 24.4 o C → W = 0.73
Maka dengan interpolasi :
T = 24,22 o C → W = 0,7372 Fungsi suhu, f(T) T = 24,2 o C → f(T)  = 15.445 T = 24.4 o C → f(T)  = 15.491 Maka dengan interpolasi : T = 24,22 o C → f(T) = 15,4496 m.bar
Langkah 2 : Dengan data : RH = 79,27% Tekanan uap aktual (ed) diperoleh dari persamaan 4.18 : ed = ea x RH = 30,2498 x 79,27% = 23,9803 m.bar
Perbedaan  tekanan  uap  jenuh  dengan  tekanan  uap sebenarnya :
ea – ed = 30,2498 - 23,9803 = 6,2695 m.bar Fungsi tekanan uap, f(ed)
f(ed) = 044 - 034 √𝑒𝑑 = 0,14412
Langkah 3 : Dengan data : - Koordinat 7 0 12’00” - 7 0 14’00” Lintang Selatan - Rasio keawanan , n/N = Penyinaran matahari = 44,20  %
- Tabel 2 pada Lampiran D
Didapat besaran : Radiasi ekstra matahari, Ra didapat melalui interpolasi: Januari, 6 LS = 15.80 8 LS = 16.10 Jadi 7 LS = 15,95 mm/hari
Radiasi  yang  diterima  matahari,  Rs  diperoleh  dari persamaan 4.14 :
Rs = (0,25 + 0,54 x 44,20%) x 15,95 Rs = 7,79481 mm/hari Fungsi Rasio keawanan f(n/N) didapat melalui persamaan 4.17 :
f(n/N) = 0,1 + 0,9 x 44,20% f(n/N) = 0,49784

## Langkah 4 :
Dengan data : Kecepatan angin, u = 2,1085 m/det Didapat besaran :
Fungsi  kecepatan  angin  f(u)  didapat  melalui  persamaan (4.16):
f(u) = 0.27 ( 1 + u . 0.864)
= 0.27 ( 1 + 2,1085x 0.864)
= 0,76187

## Langkah 5 :
Menghitung  besaran  radiasi  bersih  gelombang  panjang (Rn1) mm/hari dengan persamaan (4.15) : Rn1 = f(t) x f(ed) x f(n/N) Rn1 = 15,4496 x 0,14412 x 0,49784 Rn1 = 1,10849 mm/hari
Langkah 6 :
Menghitung  faktor  koreksi  c  berdasarkan  perkiraan perbandingan kecepatan angin siang/malam di Indonesia. Dengan faktor koreksi c = 1,1 Rns = (1-a)Rs dengan nilai a = 0,25 dan Rs = 7,79481 mm/hari Rns = (1-0,25) x  7,79481 Rns = 5,84611 mm/hari Jadi, Rn = Rns – Rn1 Rn = 5,84611 - 1,10849 Rn = 4,73761 mm/hari
Langkah 7 : Menghitung ETo dengan persamaan : ETo = C [W . Rn + (1 – W) x (f(u) x (ea –ed)] = 1.1 [0,7372 (4,73761) + (0,2628)( 0,76187)( 6,2695) = 5,22263 mm/hari ETo bulanan = 4.98 x 31 hr = 147,183 mm/bulan

## Gambar 4.2 Flow Curve Duration

## 4.2 Pemilihan Jenis Turbin dan Simulasi
Berdasarkan  head  yang  telah  diperoleh  maka  turbin yang  sesuai  untuk  pembangkit  ini  adalah  turbin Francis. Turbin Francis merupakan salah satu turbin reaksi yang memiliki blade (sudu putar) statis namun guide-vane nya  dapat  bergerak. Guide-vane (sudu pengatur  aliran)  ini  sangat  berguna  pada  kondisi dengan  debit  air  yang  tidak  tetap.  Maka  dilakukan simulasi  pada  TURBNPRO  dengan  memilih  menu Turbin Francis. Berikut data hasil simulasi :
Simulasi menggunakan TURBNPRO
A. Data Masukan untuk Simulasi
Gambar 4.3 Data Entry Simulasi
Gambar  4.3  diatas  merupakan  data  entry  simulasi dengan  menggunakan  turbin  Francis.  Data  yang dimasukan merupakan data yang dimasukan berupa :
Tabel 4.1 Data Masukan Untuk Simulasi
No Parameter Nilai 1 Debit aliran 3 m3/s 2 Head Efektif 100,8 m 3 Head Gross atau hasil pengukuran 101 m 4 Ketinggian Wilayah 1300 5 Temperatur air 25 0 C 6 Tinggi Saluran Pembuangan dari Turbin 2 m 7 Efficiency Priority (0-10) 8
8
Sistem Frekuensi 50 Hz
0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 De b it m 3/ d et kejadian (%)
9 Head Minumum 95 m 10 Head Maksimum 100,8
Data  debit  3  m3/s  dan  data  head  efektif  100,8  m serta  head  gross  101  m  pada  data  masukan  diatas diperoleh dari perhitungan sebelumnya pada sub-bab ini. Data  ketinggian  wilayah  1300  mdpl  dapat  dilihat  dari Google  Earth.  Data  ketinggian  wilayah  ini  bisa  dipilih pada  daerah  sungainya,  atau  juga  daerah  sekitar  tempat yang  direncanakan  untuk  dibangun  bak  penenang.  Data ketinggian  ini  akan  berpengaruh  juga  pada  performance dan  dayaguna  turbin  nantinya.  Data  temperatur  air  bisa diperoleh  dengan  melakukan  pengukuran  langsung  di lapangan.  Data  ini  diperoleh  dengan  melakukan pengukuran  minimal  di  3  titik  sungai  kemudian  di  rata- rata.  Untuk  lebih  bagusnya,  pengukuran  tidak  hanya dilakukan  satu  hari,  akan  tetapi  dilakukan  pencatatan rutin  seperti  misalnya  data  mingguan  atau  bulanan.  Dari hasil pengukuran lapangan diperoleh nilai temperatur air sungai Cilaki adalah sekitar 25 0 C.
Data selanjutnya yaitu desain tinggi dari turbin terhadap  saluran  pembuangan.  Ketinggian  ini  bisa didesain  sesuai  dengan  kondisi  yang  ada  pada  wilayah pembangkit.  Pada  data  diatas  dapat  dilihat  juga  untuk Efficiency priority at max output dipilih nilai 8. Efficiency priority menentukan tempat terjadinya debit rata-rata pada daerah  kerja  turbin.  Dengan memilih  angka 8  maka debit rata-rata pada solusi turbin akan terjadi dekat dengan titik efisiensi maksimum head efektif rata-rata.  Nilai frekuensi yang  digunakan  mengikuti  nilai  frekuensi  PLN  yaitu  50 Hz.  Dan  data  yang  terakhir  yaitu  data  ketinggian maksimum dan minimum. Data maksimum diatur setinggi dengan  head  efektif    sedangkan  head  minimum  diatur sebesar  95  m.  Data  maksimum  minimum  head  ini merupakan  input  data  untuk  perhitungan  performa  turbin pada  debit  dan  head  yang  berubah-ubah  untuk memperoleh efisiensi terbaik dan daya listrik optimal yang dihasilkan.

## V. KESIMPULAN
1. Perkebunan  Malabar  memiliki  curah  hujan  tahunan yang  tinggi  yaitu  2300  –  3200  mm  dan  secara geografis daerah perkebuanan ini merupakan daerah berbukit  yang  dikeliling  beberapa  pegunungan diantaranya  Gunung Tilu, Gunung Wayang, Gunung Windu, Gunung Kencana dan Gunung Kendang.
2. Debit  desain  ditentukan  dengan  analisis flow  curve duration sebesar 3 m3/s .
3. Head  yang  di  peroleh  di  lokasi  pembangkit  adalah sebesar 100,8 meter, dan dengan melalui perhitungan manual  menggunakan  persamaan  3.2  diperoleh
besarnya  daya  listrik  yang  dapat  dihasilkan  adalah sebesar 2370,81 kW.
4. Dengan  nilai  head  sebesar  100,8  meter  jenis  turbin yang  cocok  untuk  pembangkit  ini  adalah  turbin Francis,  dan  dengan  bantuan  software  TURBNPRO telah  disimulasikan  menggunakan  data  yang  ada maka  didapatkan  karakter  turbin  Francis  sebagai berikut;  ukuran  diameter  771  mm,  kecepatan  putar rata-rata 750 rpm, kecepatan spesifik turbin 122 NS.
5. Berdasarkan  simulasi,  karakteristik  dayaguna  turbin memiliki  nilai  efisiensi  terbaik  sebesar  92,4  %  pada debit 2,88 m3/s dengan head efektif sebesar 100,8 m, Pada  head  efektif  sebesar  100,8  m  turbin  akan mengalami  kavitasi  bila  nili  debit  yang  mengalir pada turbin lebih dari 3,30 m3/s.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] KepMen  ESDM  Nomor  1122  K/30/MEM/2002, Pedoman Pengusahaan Pembangkit Tenaga Listrik Skala Kecil Tersebar, 2002.
[2] PerMen  ESDM  Nomor  26912/26/600.3/2008,  Biaya Pokok  Penyedian  (BPP)  Tenaga  Listrik  Tahun  2008 yang  Disediakan  Oleh  Perusahaan  Perseroan  (Persero) PT. Perusahaan Listrik Negara, 2008.
[3] Dandekar M. M, Sharma K.N, 1991. Pembangkit Listrik Tenaga Air. Terjemahan, Penerbit Erlangga, Jakarta.
[4] Parabelem  T.D.  Rompas,  Analisis  Pembangkit  Listrik Tenaga  Mikrohidro (Pltmh)  Pada  Daerah Aliran  Sungai Ongkak  Mongondow  Di  Desa  Muntoi  Kabupaten Bolaang  Mongondow, Jurnal  Penelitian  Saintek,  Vol.
16, Nomor 2, Oktober 2015
[5] Sri Sukamta, Adhi Kusmantoro, Perencanaan Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikro  Hidro  (PLTMH) Jantur Tabalas Kalimantan Timur, Jurnal Teknik Elektro Vol. 5 No. 2 Juli - Desember 2016
[6] KepMen  ESDM  Nomor  1122  K/30/MEM/2002, Pedoman  Pengusahaan  Pembangkit  Tenaga  Listrik Skala Kecil Tersebar, 2002.
[7] PerMen  ESDM  Nomor  26912/26/600.3/2008,  Biaya Pokok  Penyedian  (BPP)  Tenaga  Listrik  Tahun  2008 yang  Disediakan  Oleh  Perusahaan  Perseroan  (Persero) PT. Perusahaan Listrik Negara, 2008.
[8] LIPI, Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro, 2005.
[9] Mrs.  S.  P. Adhau,  Dr.  R.  M.  Moharil,  Mr.  P.  G. Adhau. Estimationnof Micro-Hydro Power Plant Capacity From Potential  Sites.  International  Comperence  on  Power Electronics,  Drives  and  Energy  Systems.  Bengaluru, India, 2012.
[10] Md.  Rashidul  Islam,  Shaikat  Barua,  Regan  Barua. Feasibility  Study  Micro-Hydro  Power  With  an Integrated Renewable Model in CHT. Global Humanitarian  Technology  Conference.  Bangladesh, 2012.
[11] Angela Lu Quilisch, KTH Electical Engineering. Object Oriented Modelling and Simulation of Kaplan Turbines. Stockholm, 2008.
[12] A.Harvey,  A.Brown,  P.Hettiararchi,  A.Inversin.  Micro Hydro  Design  Manual:  A  Guide  to  Small  Scale
WaterPower  Schemes.  Intermediate  Tech.  Publications. London, 1993.
[13] Mukmin  Widyanto  Atmopawiro.  PLTM  Curug  Malela, Studi  Kelayakan.  Pusat  Studi  Mikrohidro  ITB. Bandung: 2008.
[14] Direktorat  Jendral  Listrik  dan  Pemanfaatan  Energi, Departemen  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral,  Buku 2A Pedoman Studi Kelayakan Hidrologi, 2009.
[15] Dandekar M. M, Sharma K.N, 1991. Pembangkit Listrik Tenaga Air. Terjemahan, Penerbit Erlangga, Jakarta.
[16] Suwignyo,  Perencaan  dan  pembuatan  Turbin  Propeller untuk  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikro  Hidro (PLTMH),  Seminar  Nasional  Sains  dan  Teknologi Terapan V, 2017.
[17] Danny  Samuel  Pelupessy,  Pemilihan  Type  Turbin  pada Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikro  Hidro  (PLTMH), Jurnal Teknologi Volume 9, 2012
[18] Ade  Rahmat,  Simulasi  perancangan  Turbin  Propeller sumbu  Vertikal  untuk  pembangkit  listrik  Tenaga Mikrohidro, Univertitas andalas 2011