## STUDI EVALUASI SISTEM PEMBANGKIT HYBRID PLN DAN PLTMH DENGAN APLIKASI HOMER

## REO NALDY HALIIM1, ANDI SYOFIAN 2
Fakultas Teknik, Institut Teknologi Padang 1,2
Email : 2018310020.reo@itp.ac.id 1 , andisyofianmt@gmail.com 2
DOI: http://dx.doi.org/10.31869/rtj.v6i2.4148
Abstrak  : Penelitian  adalah  suatu  tahapan  untuk  menyelesaikan  permasalahan  yang kompleks. pada setiap permasalahan harus dipadukan dengan teori yang digunakan.  Berikut tahapan-tahapan  dalam  pemodelan  PLTMH  menggunakan  Homer.Berdasarkan  pegukuran data  serta  analisis  perhitungan  yang  telah  dilakukan,  PLTMh  Salido  Kecil  Kec. IV  Jurai Kabupaten Pesisir Selatan, mampu menghasilkan daya sebesar 390,20kVA dengan debit air 0,429m3/s  dan  tinggi  jatuhnya  air  99M, dengan  efisiensi  sebesar  92,39%. PLTMh  ini menggunakan  turbin  berjenis  Pelton  dengan  putaran  750RPM  yang  diproduksi  oleh CV. Briegleb, Hansen & Co (Gotha,Germany) dan MAN Machinen Fabrik (augsburg/Nuemberg,  Germany)  sedangkan  generator  dengan  tipe  Brushless  Synchonous Alternator  dengan  kapasitas  daya  400kVA. Dan  untuk  panjang  pipa  pesat  pada  PLTMH tersebut berkisar sepanjang 342m serta memiliki ketinggian heat 99m, kemudian untuk debit air  yang  digunakan  untuk  memutar  turbin  PLTMH  tersebut  memiliki  debit  sebesar 0,429m3/s.  kesimpulan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :Berdasarkan dari jumlah debit  air  dan  tinggi  jatuh  air,  diperoleh  PLTMh  mampu  menghasilkan  daya  sebesar 390, 20kVA  dari  kapasitas  generator1  420kVA. generator2  400KVA  generator3  400kVA Daya yang mampu dibangkitkan pergenerator dengan hitungan secara manual yaitu 312,16 kW dengan cosp 0,8 untuk generator 1 dan 2 sedangkan generator3 cosp 0,9 Efisiensi yang didapat pada PLTMh Salido Kecil Kec. IV Jurai Kabupaten Pesisir Selatan sebesar 92,39% Keywords : Generator,Efisiensi,Homer

## A. Pendahuluan
Energi  listrik  merupakan  salah  satu  kebutuhan  vital  yang  tidak  bisa  dipisahkan  bagi masyarakat  pada  umumnya  maupun  perusahaan  industri  khususnya.  Di  dalam perkembangannya  di  bidang  industri,  listrik  sudah  menjadi  tulang  punggung  pada  semua aktifitas  yang  ada  di  sebuah  perusahaan.  Maka  dari  itu  mendorong  pelaku  usaha  untuk melakukan suatu pengolahan energi yang beretujuan meningkatkan efisiensi energi dan juga mencari  sumber  energi  yang  terbarukan  seperti  air,  angin,  surya  dan  lain-lain.  Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohydro (PLTMH), adalah pembangkit listrik berskala kecil (kurang dari 200 kW), yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti saluran irigasi, sungai  atau  air  terjun  alam  dengan  cara  memanfaatkan  tinggi  terjunan  (head)  dan  jumlah debit  air  sebagai  penghasil  energi.  Mikrohydro  memiliki  tiga  komponen  utama  yaitu  air (sebagai  sumber  energi),  turbin  dan  generator.  Keberadaan  listrik  sangat  membantu kehidupan manusia dan membuat kebutuhan listrik semakin meningkat dari waktu ke waktu. Permasalahannya saat ini adalah terbatasnya cakupan pelayanan infrastruktur dan rendahnya akses  listrik  masyarakat  serta  struktur  energi  primer  untuk  pembangkit  listrik  masih bersumber kepada sumber energi fosil (batu bara, minyak bakar, gas, dll).

## B. Metode Penelitian
Metode  perhitungan  yang  dilakukan  adalah  dengan  menggunakan  formula-formula  yang diberikan  pada  bab  sebelumnya  yang  berkaitan  dengan  tujuan  perencanaan  dengan
menggunakan  data-data  yang  didapatkan  dari  pembangkit  listgrik  tenaga  Hybrid  (PLTMH). Adapun langkah-langkah perhitungan yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1.  menghitung  besarnya  debit,  ketinggian  air  yang  mengalir  dan  daya  yang  dihasilkan  pada PLTMH.
2. menghitung penggunaan energi listrik yang di hasilkan dari system hybrid. 3. Menghitung tegangan yang dihasilkan dari system hybrid pada pembangkit PLTMH. Rumus yang digunakan sebagai berikut: 1. Besar Daya P= ρ x Q x g x H x η Dimana : ρ = densitas air (kg/m3) Q = debit air (m3 /detik) h = tinggi terjun air efektif (m) η = efisiensi keseluruhan PLTA g = Grafitasi (m/s) 2. Perhitungan Luas Penampang A = W x dn Dimana: W= Lebar diameter sungai (m) dn= Kedalaman sungait (m) A= Luas Penampang Aliran (m) Selanjutnya:
V = D/t
Dimana: D= Jarak antar pipa (m) t= Waktu kecepatan air (s) V= Kecepatan Aliran (m/s) 3. Debit:
𝑄 = 𝐴 𝑥 𝑉
Dimana: Q= Debit air (m3 /detik) A= Luas penampang (m2 ) V= Kecepatan aliran (m/detik) 4. Efisiensi Daya:
𝑥 100%
Maka hasil debit air yang di hitung dengan persamaan:
Q = V x A Dimana: Q= Debit Air (m 3 /s) V= Kecepatan Aliranl (m/s) A= Luas Penampang Aliran (m)

## C. Hasil dan Pembahasan Perhitungan Debit Air
Berdasarkan perhitungan debit yang di lakukan dengan persamaan : W : 2 meter dn : 1.5 meter
D  : 1 meter
t : 3,49 detik
A = W x dn = 2 x  1.5 = 3 meter V = D/t = 1 / 3,49 =  0,286  m/detik Maka hasil debit air yang di hitung dengan persamaan Q = V x A = 0,286 x 1.5 = 0,429 m 3 /s

## Daya Yang Dibangkitkan PLTMh
Berdasarkan  data  penelitian  yang  ada,  maka  daya  yang  mampu  si  suplay generator dapat di hitungkan dengan cara sebagai berikut :
Data PLTMH : Tinggi heat  = 99 M Debit air = 0.429 m 3 /s
Efisiensi = 0.75 Grafitasi     = 9,8 m/s
Berdasarkan  data  diatas,  maka  daya  yang  dibangkitkan  oeleh  generator PLTMH  dapat dihitung dengan persamaan:
P= ρ x Q x g x H x η Generator 1 P = 9,8×Q×Hn×ŋ = 9,8 × 0.429 × 99 × 0,75 = 312,16 kW S = P/cosφ = 312,16 kW /  0,8 = 390,20 KVA Generator 2 P = 9,8×Q×Hn×ŋ = 9,8 × 0.429 × 99 × 0,75 = 312,16 kW S = P/cosφ = 312,16 kW /  0,8 = 390,20 KVA Generator 3 P = 9,8×Q×Hn×ŋ = 9,8 × 0.429 × 99 × 0,75 = 312,16 kW S = P/cosφ = 312,16 kW /  0,9 = 346,84 KVA

## Efesiensi Daya Yang Dibangkitkan PLTMH
Berdasarkan  perhitungan  daya  yang  dibangkitkan  maka  dapat  kita  hitung  efisiensi  PLTMh dengan persamaan:
Generator 1
Eff = 92,90 % Generator 2
Eff = 97,55 %
Generator 3
Eff = 86,71 % Maka di efesiensi daya yang dibangkitkan PLTMH
= 92,39%

## Simulasi HOMER Hasil simulasi Pembangkit Listrik Mikro Hidro (PLTMH)
Hasil  simulasi  yang  dilakukan  menggunakan  software  HOMER  akan  menghasilkan perhitungan secara otomatis oleh HOMER itu sendiri. Hal ini bertujuan supaya mendapatkan nilai  yang  optimal  pada  komponen-komponen  yang  dirancang.  Hasil  keluaran  dari  software HOMER  pada  skenario   yang  hanya  dialiri  listrik  oleh jaringan  PLN  atau  grid  dapat  dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 1. Rangkaian simulasi Homesr
Gambar 2. optimasi simulasi skenario 1
Gambar 3. Hasil Optimasi Simulasi scenario 2
Konfigurasi sistem terhubung dengan jaringan PLN dan komponen energi terbarukan  1,000 kW  .  Berdasarkan  total Net  Present  Cost (NPC)    yaitu  sekitar  Rp.  2,147,987,000.00  dan 0perating cost sekitar Rp.33,343,790 dan Cost of Energy (COE) yaitu sekitar Rp.33.13 per kwh Hasil simulasi renewable fraction Homer mendapatkan nilai 0%.
Gambar 4. Nilai data Electrikal yang dihasilkan
Produksi  energi  pada  sistem  ini  secara  keseluruhan  sistem  menghasilkan  energi  lsitrik sebesar  8,759,002  kWh/year,  total  keseluruhan  konsumsi  beban  ditambah  penjualan  listrik sebesar 8,759,002 kWh/year dan total daya yang di hasil kan generator 1000 kw
Gambar 5. Data  yang dihasilkan oleh jaringan/grid Pada  Pembangkit  Listrik  Mikro  Hidro ini menggunakan sistem On-Grid,  yang artinya On- Grid  dalam  hal  ini  PLN  juga  ikut  menyuplai  daya  untuk  memenuhi  kebutuhan  daya  listrik per  harinya  seperti  yang  dapat  dilihat  dari  hasil  optimasi,  ko  nfigurasi  yang  optimal  adalah dengan menggunakan Grid,. Dalam sistem ini juga diterapkan sistem penjualan beban lebih dari hasil Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro untuk dijual kembali ke PLN.
Gambar 6. Total produksi generator
Gambar 7. Data nilai generator

## D. Penutup
Adapun kesimpulan yang dapat di ambil dari penelitian ini ialah sebagai berikut :
1. Efisiensi yang didapat pada PLTMh Salido Kecil Kec. IV Jurai Kabupaten Pesisir Selatan sebesar 92,39 %
2. Hasil dari jumlah debit air dan tinggi jatuhnya air pada pembangkit PLTMH di dapat kan hasil daya yang keluarkan masing-masing generator yaitu pada generator 1. Dengan daya 390,20  kva,  pada  generator  2.  Dengan  daya  390,20  kva  dan  generator  3.  Dengan  daya 346,84 kva.
3. Kapasitas daya yang di koneksikan pada PLN dari pembangkit PLTMH sebnyak 8,759,000 kwh/year dengan menggunakan aplikasi homer

## Daftar Pustaka
[1]   Almanda,  D.  and  Kartono,  R.  (2012)  ‘Analisi  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikrohidro Menggunakan  Sistem  Distribusi  Air  di  P  .  T  .  Astra  Honda  Motor  Plant  5  Karawang’, 3(1), pp. 1–8.
[2]   Dimyati, A.M. (2003) ‘Studi kelayakan potensi pembangkit listrik tenaga mikrohidro di desa setren kecamatan slogoimo kabupaten wonogiri’, Emitor , 15(02), pp. 1–10.
[3]  Dwiyanto,  V.,  Indriana,  D.K.  and  Tugiono,  S.  (2016)  ‘Analisis  Pembangkit  Listrik Tenaga  Mikro  Hidro  (PLTMH)  Studi  Kasus :  Sungai  Air  Anak  (Hulu  Sungai  Way Besai)’, Jrsdd , 4(3), pp. 407–422.
[4]  Efisiensi, A. et al. (2020) ‘MIKROHIDRO MENGGUNAKAN  HOMER ( Studi  Kasus PLTMH Parakandowo Kabupaten Pekalongan )’, 1(2), pp. 34–38.
[5]  Fahrurrozi,  M.,  Wicaksono,  I.  and  Sunyoto,  A.  (2014)  ‘Analisis  Pembangkit  Listrik Tenaga Microhydro Di Desa Sumber Poh Kecamatan Maron Kabupaten Probolinggo’.
[6]  Isnaeni,  M.B.S.  (2013)  ‘Evaluasi  Kinerja  IMAG  pada  Pembangkit  Listrik  Tenaga Mikrohidro Cokro Tulung Kabupaten Klaten’, JNTETI : Jurnal Nasional Teknik Elektro dan Teknologi Informasi UGM , 2(4), pp. 3–8.
[7]  Murni, S.S. and Suryanto, A. (2021) ‘Analisis Efisiensi Daya Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro  Menggunakan  HOMER  (Studi  Kasus  PLTMH  Parakandowo  Kabupaten Pekalongan)’, Jurnal Listrik, Instrumentasi dan Elektronika Terapan (JuLIET) , 1(2), pp. 34–38. Available at: https://doi.org/10.22146/juliet.v1i2.61282.
[8]  Ngurah, I.G. and Dwijaya, A. (2019) Draft Buku Ajar .
[9]  Nugroho,  A.  (2015)  ‘Daya  Terserap  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikro  Hydro Karangtalun  Yang  Digabung  Dengan  Pt  Pln  (Persero)  Rayon  Boja  Area  Semarang’, Transmisi , 17(1), pp. 30–34.
[10] Nugroho,  A.,  Yusuf,  H.I.  and  Kwee,  K.H.  (2016)  ‘Evaluasi  pembangkit  listrik  tenaga mikro  hidro  (PLTMH)  kapasitas  40  kVA  Desa  Rirang  Jati  Kecamatan  Nanga  Taman Kabupaten Sekadau’, Jurnal Teknik Elektro Universitas Tanjungpura , 1(1), pp. 1–10.
[11] Saleh, Z. (2013) ‘Evaluasi Pengujian Parameter Listrik pada Pembangkit Listrik Berbasis Water Wheel Turbine’, pp. 7–15.
[12] Suhartono,  B.  (2018)  ‘Sistem  Listrik  Hibrid  Dari  Pikohidro  yang  Terhubung  Jaringan PLN  dengan  Penyimpanan  Energi  pada  Baterai’, Jurnal  Teknik  Elektro  Universitas Tanjung Pura , 2(1).
[13] Sutisna, E.  and  Paryatmo,  W.  (no  date)  ‘SUNGAI  CIASIHAN  DI KABUPATENBOGOR DENGAN PROGRAM SIMULASI CFD 10’.