## JEPCA
Journal of Electrical Power Control and Automation, 2(1), Juni 2019, 11-15 Program Studi Teknik Listrik Universitas Batanghari
ISSN 2621-556X (Online) DOI 10.33087/jepca.v2i1.24

## Perhitungan Daya Output PLTMH di Jalan Bintara Sungai Duren Jambi
Kriswanto 1* , S. Umar Djufri 2
1,2 Teknik Listrik, Fakultas Teknik, Universitas Batanghari
* Correspondence Email: cuweng1995@gmail.com; umar.djuhfri@unbari.ac.id
Abstrak. Di Indonesia tidak semua mendapatkan aliran listrik sepenuh nya, di daerah-daerah terpencil cukup banyak yang tidak mendapat sumber energi  listrik, akan tetapi di Indonesia cukup banyak  aliran air anak serperti aliran sungai aliran  irigasi  hal di karna  kan  banyak  nya  dataran  tinggi  hal  inilah  dapat  di  manfaat  kan  sebagai  sumber  energi  listrik,  PLTMH  sangat  la  bagus  di gunakan  di  daerah-daerah  perbukitan  dengan  biaya  pembuatan  yang  tidak  tergolong  mahal  dan  tidak  begitu  susah  dalam pengerjaan nya. PLTMH ini menggunakan pipa ukuran 2inch dan jatuh air terjun yang di gunakan yang ideal 0,2 m dan diameter turbin 0,4 jari-jari 0,2 speksifikasi generator 18 Volt 15 Ampere  menggunakan aki 32ampere/jam untuk penyimpanan daya yang di hasilkan oleh PLTMH dan inverter sebegai merubah arus dc ke ac daya yang di hasilkan PLMH. Dengan putaran turbin yang di dapat  PLTMH  80  Rpm  dan  menghasilkan  daya  output  turbin  10,705  Watt  dengan  daya  kluaran  generator  dan  daya  output PLTMH 7,996 Watt.
Kata Kunci : Perhitungan daya output PLTMH di jalan bintara sungai duren jambi
Abstract. In Indonesia, not all of them get full electricity, in many regions there are not enough sources of electrical energy, but in Indonesia there are quite a lot of child air currents such as halal rivers because the benefits are as a source of electrical energy, PLTMH  is  very  good  to  be  used  in  hilly  areas  with  manufacturing  costs  that  are  not  quite  expensive  and  not  so  difficult  in  its workmanship. This PLTMH uses a 2inch pipe size and a waterfall fall that is ideally used 0.2 m and turbine diameter 0.4 radius 0.2  specifier  18  Volt  15  Ampere  generator  uses  32  ampere  /  hour  battery  for  storage  of  power  generated  by  PLTMH  and  the inverter converts the dc current to ac power generated by PLMH. With the turbine rotation that is obtained by PLTMH 80 Rpm and produces 10.705 Watt turbine output power with generator output power and 7.996 Watt PLTMH output power
Keywords: calculation of power output PLTMH in the river NCO, Duren Jambi

## PENDAHULUAN
Energi  listrik  merupakan  energi  yang  \Kegiatan manusia    dengan    listrik    menjadi    lebih    lancar, penyebaran  informasi  menjadi  lebih  cepat  dan  mudah, serta dapat meningkatkan kesejahteraan manusia..
Daerah      pedesaan      terpencil      yang      sebagian besar      daerah      nya      belum  terjangkau  jaringan Perusahaan  Listrik  Nasional  (PLN)  merupakan  suatu masalah  bagi    pembangunan    dan    pengembangan masyarakat    pedesaan.    Kebutuhan    akan  energi    listrik merupakan    kebutuhan    yang    tidak    dapat    ditawar  – tawar    lagi    untuk  kehidupan  yang  layak  bagi  setiap orang pada zaman sekarang ini.
Umumnya  daerah       pedesaan        terpencil      yang terletak        pada        daerah  pegunungan    mempunyai potensi  energi  air  yang  besar,  sehingga  pembangkit listrik  tenaga  air  skala  mikro  merupakan  salah  satu sumber  energi  yang  dapat dikembangkan.
Sebuah    pembangkit    listrik    sederhana    yang dapat  dikembangkan  untuk  pembangkitan listrik rumah tangga    di  pedesaan    terpencil  sehingga    rumah  tangga yang  berada    di  pedesaan  dapat  menghasilkan  energi listrik  untuk  diri  mereka  sendiri  dan    bekerja  secara kontinu
Daya  output  dari  generator  yang  di  hasilkan  di manfaatkan  untuk  kebutuhan  rumah  tangga  Daya tersebut  di  distribusikan,  sesuai  kapasitas  yang  di hasilkan oleh pembangkit.

## Daya yang di bangkitkan
Besarnya  daya  yang  dihasilkan  merupakan  fungsi dari besarnya debit sungai dan tinggi terjun air. Besarnya debit  yang  dipakai  sebagai  debit  rencana,  bisa merupakan  debit  minimum  dari  sungai  tersebut sepanjang  tahunnya  atau  diambil  antara  debit  minimum dan  maksimum,  tergantung  fungsi  yang  direncanakan PLTMH tersebut. Besarnya tinggi terjun air terikat pada kondisi  geografis  di  mana  PLTMH  tersebut  berada. Panjangnya  lintasan  yang  harus  dilalui  air  dari bendungan  ke  turbin  menyebabkan  hilangnya  sebagian energi  air,  energi  air  yang  tersisa  (tinggi  terjun  efektif) inilah  yang  menggerakkan  turbin  air  dan  kemudian turbin  air  ini  yang  menggerakkan  generator.  Besarnya daya  yang  dihasilkan  juga  tergantung  dari  efisiensi keseluruhan  (overall  efficiency)  PLTMH  tersebut  yang terdiri  dari  efisiensi  hidrolik,  yaitu  perbandingan  antara energi  efektif  dan  energi  kotor  (bruto),  efisiensi  turbin dan efisiensi generator. Dengan demikian besarnya daya dapat dirumuskan sebagai berikut:
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
η = η T x η g dimana: η t = efisiensi turbin η g = efisiensi generator
Efisiensi turbin di peroleh dengan persamaan:
η T = PT PH x1oo%
Debit air adalah jumlah volume air yang mengalir persatuan waktu, dapat diproleh dengan persamaan:
Q = 𝑣 𝑡 dimana:
Q = Debit v = Kecepatan air
A = Luas penampang pipa
Untuk  mencari  Q  Kita  harus  mencari  V  terlebih dahulu  apabila  terjadi  perubahan  jatuh  air  pada  suatu aliran,  maka  kecepatan  air  yang  di  hasilkan  akan  smkin tinggi  juga,  kecepetan  air  dapat  di  tentukan  dengan persamaan:
V = √2𝑔ℎ
Mencari  luas  penampang  pipa  di  rumuskan dengan persamaan berikut:
A = 1 4 ⁄ x   x D 2
Daya air P H diproleh dengan persamaan
P H = ρ x g x Q x h
Adalah  daya  yang  di  bangkitkan  dari  aliran  arus air yang menentukan kincir dapat berputar
F = A x ρ x v 2
Torsi  yang  di  hasilkan  kincir,  di  tentukan  dengan persamaan
T = F x r
Daya kincir (P T ) diperoleh dengan persamaan
P T = T x ω
Efisienis Turbin diproleh dengan persamaan
𝜂 𝑡 = PT 𝑃𝐻

## Operasional Mikrohidro
Jika  semua  komponen  mikrok  hidro  dibuat  dan dipasang  lapangan,  maka  pekerjaan  selanjutnya    yang
paling penting adalah mengoprasikan mikro hidro secara teknis,  oprasional  mikro  hidro  adalah  mengalirkan  air menuju  turbin  agar  rotor  dapat  berputar  maksimal  dan menghasilkan  putaran  yang  mampu  memutar  generator sinkron pada putaran (rpm) yang dihendaki. Pada umum nya  listrik  mikro  hidro  hanya  menyala  di  sore  hari sampai  dengan  pagi  hari.  Umum  nya  listrik  di  nyalakan pada  6  sore  dan  mati  pada  6  pagi.  Namun  pada  kondisi pondok  turbin  yang  jauh  dari  pemukiman  sering  kali operator  menjalakan  mesin  pada  jam  4-5  sore  dan mematikan mesin anatara jam 7 sampai 8 pagi.
Langkah-langkah  penting  dalam  menjalankan PLTMH (menyalakan listrik) adalah sebagai berikut: 1. Pastikan inlet guide vone dalam posisi tertutup
2. Pastikan  MCB  aliran  masuk  dan  MCB  aliran  keluar pada panel distribusi dalam posisi off (mati)
3. Pastikan  tidak  ada  sampah  di  saringan,bak,  dan  juga saluran terbuka
4. Alirkan  air  dari  inlet  menuju  saluran  terbuka  dengan membuka  pintu  air  di  inlet  yang  mengarahkan  ke saluran dan menutup pintu buangan
5. Aliran air sampai dengan bak penenang penuh dan air tertutup melaluin spillway yang di buat di bak 6. Naikan switch MCB aliran masuk ke posisi on 7. Perlahan  buka inlet  guinde  vane dengan  memutar kemudian  stang  pengatur  air  samapai  puli    mesin berputar,  demikian  juga  dengan  puli  generator. Karena  pada  putaran  puli  terjadi  percepatan  maka bukaan harus di lakukan bertahap.
8. Setelah  putaran  puli  mesin  stabil,  perlahan  naikan putaran  sambil  mengamati  pergerakan  jarum  pada voltmeter  yang  naik  menujju  tegangan  yang  di hendaki (22O volt)
9. Naikan switch MCB  aliran  kluar  ke  posisi on. pada kondisi  ada  beban  seperti  ini,akan  tegangan  akan menurun.  Jarum  pada  voltmeter  akan  turun  pada posisi semula.
10. Tambahkan  bukaan inlet  guinde  vane dengann memutar kembali kemudi stang pengatur sambil terus mengawasi jarum pada voltmeter 11. Hentikan  bukaan  setelah  jarum  pada  voltmeter menunjukan angka 180-220volt sesuai tegangan yang di hendak
Selanjutnya adalah langkah-langkah dalam mematikan PLTMH adalah sebagai berikut:
1. Buka pintu air buangan di inlet dan tutup pintu aliran air masuk ke saluran terbuka
2. Perlahan  tutup inlet  guinde  vane dengan  memutar kemudi  pengatur  berlawanan  arah  dengan  bukaan. Penutupan  harus  di  lakukan  secara  perlahan  untuk menghindari  tekanan  yang  tiba-tiba  pada  pipa  pesat yang  berisiko  pecahnya  pipa  pesat  pada  kondisi  ini tegangan akan turun secara perlahan 3. Setelah jarum tegangan menunjukan angka 0.turunkan switch MCB aliran kluaran pada posisi off 4. Biarkan  bukaan inlet  guinde  vane tetap  sedikit terbuka agar air di
5. dalam  pipa  pesat  bisa  dikosongkan,  namun  air  yang mengalir tidak menggerakan turbin
Kunci  utama  dari  oprasional  PLTMH  adalah tersedianya  aliran  air  dalam  jumlah  yang  kontinu. Dengan demikian, maka tugas operator selain menyalakan  dan  mematikan  mesin  adalah  mengawasi agar tidak ada gangguan sampah yang bisa mengganggu kontinuitas aliran air menuju turbin.

## METODE
Pengambilan  data  dan  analisa  data  untuk penelitian  ini  di  lakukan  di  lokasi  PLTMH  yaitu  di JL.Bintara  Simp.Sei  Duren  jambi,  pada  tanggal  20 Desember 2019 sampai 20 Januari 2020.

## Diagram alur
Gambar 1 . Diagram alur

## Studi Literatur
Mencari  daya  yang  dihasilkan  oleh  pembangkit listrik  tenaga  mikrohidro  PLTMH  suasai  pada  data riferensi  pengambilan  data  di  lakukan  pada  lokasi  di JL.Bintara Simp.Sei Duren jambi

## Pengambilan data
Pengambilan data dilakukan pada saat pembangkit listrik  tenaga  mikrohidro  pada  saat  beroprasi  dengan maksimal
Analisa data
Setelah  data  telah  di  dapat  maka  masi  ada  yang nama nya analisa data yang bertujuan untuk menganalisa data  tersebut  apakah  sesuai  dengan  yang  di  harapkan atau yang di tentukan riferensi

## Data tidak sesuai referensi
Jika data yang di dapat pada PLTMH tidak sesuai referensi  maka  kita  akan  melalukan  pengambilan  data ulang.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil peneletian PLTMH yang di lakukan di jalan bintara  sungai  duren  jambi  .dengan  menggunkan diameter  pipa  2  inch  panjang  pipa  7  meter  diameter turbin  0,4  m  menggunakan  speksifikasi  generator  18 Volt  15  Ampere  menggunakan  aki  32ampere/jam  dan inverter 12 Volt.

## Data Teknis PLTMH
Data teknis yang di dapat untuk Pembngkit Listrik Tenaga  Mikrohidro  (PLTMH)  yang  di  rancang  di  Jalan Bintara Sungai Duren Jambi sebagai berikut:
1. Panjang pipa : 7 meter 2. Diamter pipa : 2 inchi (0,0508 m) 3. Tinggi jatuh air : 0,2 m 4. Diameter turbin : 0,4 m 5. Rpm turbin : 80 Rpm 6. Berat turbin : 2 kg 7. Generator :  DC,  12  –  18  V,  500  –  1000 rpm, 250 Watt 8. Masa jenis air : 1000 kg/m 3 9. Gravitasi : 9,8 m/dt 2

## Perhitungan dan Analisa

## Perhitungan daya yang di hasilkan kincir
Langkah-langkah  perhitungan  daya  dilakukan dengan  menghitung  kecepatan  air  (v),  debit  aliran  air (Q),  daya  air  (P H ),  kecepatan  putaran  kincir  (n),  gaya dorong kincir (F), torsi (T) dan daya kincir (P T )

## Kecepatan Air (v)
Untuk tinggi jatuh air (h) 0,2 m, dan diameter pipa 3 inchi (0,0762 m) dengan ujung pipa 2 inchi (0,0508 m) menggunakan hukum Bernaully untuk fluida yaitu :
Gambar 2 .  Diagram Bernaully
A 1 x V 1 = A 2 x V 2 V 1 = √ 2𝑔ℎ ( 𝐴1 𝐴2 )2−1 m/s
V 1 = √ 2 𝑥 9,8 𝑥 0.2 ( 0,0762 0,0508 )2−1 m/s
V 1 = √ 3,92 1,25 m/s
V 1 = 1.066 m/s
V 2 = 𝐴 1 𝑥 𝑉 1
𝐴 2
V 2 = 0,0762 𝑥 1,066
0,0508 V 2 = 1,599 m/s
Dari  perhitungan  di  atas  diperoleh  kecepatan aliran air dalam pipa adalah 1,599 m/s

## Debit Air (Q)
Untuk  luas  penampang  pipa  alir  air  dengan diameter pipa 2 inchi (0,0508 meter) diperoleh:
A = 1 4 x 𝜋 x D 2
A = 1 4 x 3.14 x 0,00581
A = 0,005 m 2
Maka debit air dapat dihitung:
𝑄 = 𝑉 𝑥 𝐴 𝑄 = 1,599 𝑥 0,005 𝑄 = 0,008 m 3 /s
Daya Hidrolis (P H )
Untuk  densitas  air  997  kg/m 3 dan  grafitasi  9,8 m/s 2 diperoleh daya:
P H = ρ x g x Q x h  Watt
P H = 1000 x 9,8 x 0,008 x 0,2
P H = 15,68 Watt

## Gaya dorong kincir
Adalah  daya  yang  di  bangkitkan  dari  aliran  arus air yang menentukan kincir dapat berputar.
F = A x ρ x v 2 F =  0,005 x 1000 x 2,557

## F = 12,784 N

## Torsi
Torsi  yang  di  hasilkan  kincir,  di  tentukan  dengan persamaan:
T =  F x r T = 12,784  x 0,2 T = 2,557 Nm
Daya kincir (P T ) diperoleh dengan persamaan:
P T = T x ω
P T = 2,557 x 2 𝑥 3,14 𝑥 80 60 P T = 10,705 Watt
Efisiensi Turbin
𝜂 𝑡 = PT 𝑃𝐻 𝜂 𝑡 = 10,705 15,68 x 100%
𝜂 𝑡 = 68,272 %

## Perhitungan Daya Output PLTMH
Daya  output  PLTMH  merupakan  besaran  beban yang  mampu  di  suplai  untuk  mendapatkan  daya  ini turbin  di  kalikan  dengan  efisiensi  generator  yang  ada (sesuai  name  plate)  jadi  daya  listrik  yang  di  dapat  di hasilkan  Pembangkit Listrik  Tenaga Mikrohidro PLTMH dengan di amsumsikan efiseinsi generator 75% diproleh daya out PLTMH aldalah:
P = p . g . Q . h.  η t . η g P = 1000 x 9,8 x 0,008 x 0,2 x 0,68 x 0.75 P = 7,996 watt
Maka  di  dapat  output  PLTMH  adalah  =  7,996 Watt

## SIMPULAN
Besar daya output dari PLTMH yang di rancang di daerah  jalan  bintara  sungai  duren  jambi  daya  pada generator  18  Volt  15  Ampere  dan  daya  dari  PLTMH yang di buat menghasilkan daya sebesar 7,996 Watt.

## Saran
Dari  hasil  penelitian  di  atas  di  dapat  jika  ingin menghasilkan  daya  yang  besar  maka  diameter  turbin harus  di  perbesar  dan  tinggi  jatuh  air  lebih  tinggi  agar mendapatkan  tekanan  air  yang  cukup  besar  untuk memutar turbin pada PLTMH

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Nugroho  Y.S.H  Hunggul,Sallata  M.Kudeng.  2015. PLTMH  (Pembngkit  Listrik  Tenaga  Mikrohidro). ,Andi Offset. Jogja karta.
[2]  Syarif.  26  oktober  2015.  Bendungan  PLTMH  Baru di  Talegong  Garut.  berita/55663/bendungan-pltmh- baru-di-talegong-garut.
[3]  Wesli,  Ir,  2008,  Drainase  Perkotaan.  Graha  Ilmu, Yogyakarta.
[4]  Satria,  Agung.  8  Juni  2012.  Presentasi  Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH)
[5]  Dwiyanto  very,  dan  kawan  kawan,  2016.  Analisa Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikrhidro(PLTMH) studi  kasus:  sungai  air  anak  (Hulu  sungai  way besai)  JRSDD,edisi  September  2016  Vol.3,  No.4, Hal:407(ISSN :2303:011)
[6]  Andika  hanna,7  oktober  2016.  Generator  Sinkron Arus  DC  Di  Terapkan  Pada  Lilitan  Untuk Menghasilkan Medan Magnet Rotor. malang
[7]  Fauziah,sri.  2017.  Perancangan  Pembangkit  Listrik Tenaga Mikrohidro. TA.Prodi elektronika departemen teknik elektro fakultas vokas ITS.surabaya
[8]  Aris  Munandar,  Artha,1982,  Pembangkit  Listrik Tenaga Air, Praditya Paramita, Bandung
[9]  Dietzel,  F.,  Sriyono,  Dakso,  1993,  Turbin  Pompa dan Kompresor, Erlangga, Jakarta.
[10] Prasetyo,  A.  D.  N.  B.,  Priyo,  H.  A.,  2016,  Uji Eksperimental Pengaruh Variasi Banyak Sekat Pada Sudu  Terhadap  Daya  dan  Efisiensi  Turbin  Reaksi Cossflow  Poros  Vertikal  Dengan  Sudu  Setengah Silinder,  JTM,  Universitas  Negeri  Surabaya,
Volume 04 Nomor 03, 461-468.
[11] Viktor,  L  ,  streeter  E  dan  benyamin  wylie,  1993. Mekanika  Fuida  Jilid  I  Edisi  Delapan.  Erlangga .jakarta
[12] Wibowo,  w  .  2002.  Kincir  Air  Pembangkit  Listrik, Universitas Senata Dharma, Jogjakarta
[13] Jufri,  S.  Umar.    2018.  Analisis  Awal  Potensi Renewable Energy di Bawah Jembatan  Aur Duri  II Jambi,  Journal  of  Electrical  Power  Control  and
Automation  Vol.1  No.1  Juni  2018  e-ISSN  2621- 556X