Jambura Journal of Electrical and Electronics Engineering (JJEEE)

## Studi Perencanaan Pembangunan Pembangkit Iistrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) Berdasarkan Potensi Air yang Ada di Desa Pinogu

## Susanto Ointu
Program Studi Teknik Elektro Universitas Ichsan Gorontalo
Gorontalo, Indonesia santo.ointu@gmail.com

## Frengki Eka Putra Surusa
Program Studi Teknik Elektro Universitas Ichsan Gorontalo
Gorontalo, Indonesia
kiki.alaska@gmail.com

## Muammar Zainuddin
Program Studi Teknik Elektro Universitas Ichsan Gorontalo Gorontalo, Indonesia
Muammarzainuddin@unisan.ac.id
Diterima      : Februari 2020 Disetujui     : Juni 2020 Dipublikasi : Juli 2020
Abstrak-- Listrik merupakan kebutuhan yang sangat berperan penting  bagi  kehidupan  manusia.  Sehingga  itu  rencananya diwilayah terpencil tersebut akan diadakan pembangkit listrik yang  ramah  lingkungan,  dan  juga  termasuk  energi terbarukan.  Kecamatan  Pinogu  terdapat  bendungan  untuk bisa dimanfaatkan sebagai sumber Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro  (PLTMH).  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah untuk  mengetahui  seberapa  besar  potensi  air  untuk menghasilkan  energi  listrik  pada  bendungan  yang  dapat menunjang  elektrifikasi  di  Desa  Pinogu  Kecamatan  Pinogu Kabupaten  Bone  Bolango.  Metode  yang  digunakan  dalam menghitung debit air pada bendungan tersebut dengan metode apung dan pengukuran menggunakan stopwatch. Berdasarkan hasil  pengukuran  pada  lokasi  bendungan  di  Desa  Pinogu Kecamatan  Kabupaten  Bone  Bolango,  menghasilkan  potensi air  dengan  debit  air  maksimal  sebesar  1,67  m3/detik,  dengan tinggi  terjun  3,57  meter,  maka  total  daya  maksimal  yang diperoleh  adalah  29,83  KW  dan  dapat  melayani  99  rumah dengan daya masing-masing rumah sebesar 300 Watt.
Kata Kunci — studi kelayakan, PLTM, Desa Pinogu.
Abstract-- Electricity is a necessity that plays an important role in human life. So that the plan is in the remote region will be held power plants that are environmentally friendly, and also include renewable energy. Pinogu Subdistrict has a dam to be used as a source  of  Micro  Hydro  Power  Plant  (PLTMH).  The  purpose  of this  study  is  to  find  out  how  much  the  potential  of  water  to produce electrical energy in dams that can support electrification in Pinogu Village, Pinogu District, Bone Bolango Regency. The method used in calculating the flow of water in the dam with the floating  method  and  measurement  using  a  stopwatch.  Based  on the results of measurements at the location of the dam in Pinogu Village,  District  of  Bone  Bolango  District,  it  produces  water potential with a maximum water discharge of 1.67 m3 / sec, with a waterfall height of 3.57 meters, then the total maximum power obtained  is 29.83  KW  and  can  serves  99  homes  with a  power  of 300 Watt each .
Keywords - feasibility study, PLTM, Pinogu Village.

## I. PENDAHULUAN
Di  Era  modern  seperti  saat  ini,  listrik  merupakan kebutuhan  yang  sangat  berperan  penting  bagi  kehidupan manusia.  Di  Indonesia  pemasok  energi  listrik  paling  besar adalah Perusahaan Listrik Negara (PLN). Energi listrik  saat ini  belum  sepenuhnya  dinikmati  atau  digunakan  oleh sebagian  masyarakat  didaerah  terpencil  [1].  Hal  ini disebabkan  oleh  beberapa  faktor  yaitu  faktor  kondisi  alam, jalan yang sulit dijangkau dan kondisi perumahan penduduk yang  tidak  berbentuk  sebuah  desa  atau  dengan  kata  lain jarak rumah penduduk yang satu dengan yang lainya cukup jauh [2]. Untuk itu diperlukan suatu  kebijakan energi yang berkelanjutan dengan memperluas akses kecakupan pasokan energi  yang  handal  dan  terjangkau  dengan  memperhatikan sarana  dan  prasarana  yang  diperlukan  dan  dampak lingkungan yang ditimbulkan seperti pencemaran udara [3]. Sehingga  rencananya  diwilayah  terpencil  tersebut  akan direncanakan  pembangunan  pembangkit  listrik  yang  ramah lingkungan,  dan  juga  termasuk  sebagai  energi  terbarukan yaitu  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikrohidro  (PLTMH) sebagai  sumber  pasokan  energi  listrik.  Pengunaan  PLTMH banyak sumbangan  yang sangat berarti dalam penghematan energi,  selain  itu  juga    berkonstribusi  terhadap  perbaikan mutu lingkungan hidup [4].
Desa  Pinogu  Kecamatan  Pinogu  Kabupaten  Bone Bolango Provinsi  Gorontalo  merupakan desa  yang terisolir. Desa  tersebut  saat  ini  belum  terdapat  jaringan  listrik  PLN dan  sulit  dijangkau  oleh  kenderaan  umum.  Dalam penggunaan  akan  energi  listrik  yang  ada  di  Desa  tersebut, masyarakat  masih  menggunakan  energi  listrik  matahari (PLTS)  secara  mandiri  [5].  Oleh  kerena  itu  perlu  adanya pemanfaatan  energi  listrik  baru  dan  terbarukan.  Mengingat Desa  Pinogu  terletak  pada  kontur  dataran  tinggi,  dan terdapat  beberapa  aliran  sungai  yang  besar  maka  perlu
memanfaatkan  energi  air  tersebut  untuk  dijadikan  sumber energy listrik.
Saat ini di Desa Pinogu telah dibangun suatu bendungan air  yang  cukup  besar.  Dengan  memanfaatkan  adanya bendungan  air  tersebut,  dianggap  perlu  untuk  dijadikan suatu  sumber  energi  listrik.  sehingga  dilakukan  studi perancanaan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikrohidro (PLTMH) dengan memanfaatkan potensi air sungai Pinogu. Dengan  adanya  studi  perencanaan  pembangunan  PLTMH tersebut  maka  dilakukan  penelitian  tentang  analisis  potensi air  sungai  yang  bisa  dimanfaatkan  bagi  masyarakat  desa Pinogu sebagai sumber energi listrik.

## II. T INJAUAN P USTAKA

## 1. Pembangkit
Khusus  di  Indonesia  pemanfaatan  potensi  energi terbarukan  seperti  air,  angin,  biomassa,  dan  lainnya  sampai saat  ini  belum  optimal.  Misalnya  untuk  kasus  energi  air hanya mencapai 4.200 MW dari 75,67 GW potensi yang ada atau hanya 5,55% [2].  Seperti terlihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Potensi energi terbarukan di Indonesia
Sumber Energi Potensi (MW) Kapasitas Terpasang Pemanfaatan Air 75.670 4.200 5,55 Biomassa 49.810 302,4 0.607 Panas Bumi 800 2,9 Mini/Mikro hidro 458.75 84 18,3 Energi Cahaya 156.487 8 0,005 Energi Angin 9.280 0,5 0,005 Total 318 5.391,90 27,427 (Sumber: Blueprint Pengelolaan  Energi  Nasional  2005- 2025)
2. Kondisi Geografis Dan Potensi Energi Terbarukan
Kabupaten  Bone  Bolango  merupakan  salah  satu kabupaten di Provinsi Gorontalo, secarageografis mempunyai  luas  1.984,58  km 2 atau  16,24%  dari  luas  total Provinsi  Gorontalo.  Kabupaten  Bone  Bolango  dibagi menjadi  18  kecamatan,  terdiri  dari  166  kelurahan/desa. Kecamatan dengan luas terbesar adalah Kecamatan Suwawa Timur  sedangkan  kecamatan  dengan  luas  daerah  terkecil yaitu  Kecamatan  Bulango  Selatan.  Kecamatan  Pinogu mempunyai  sungai  besar  yang  dapat  dimanfaatkan  potensi airnya  untuk  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikrohidro (PLTMH).  Berdasarkan  potensi  geografinya  Kabupaten Bone  Bolango  berbatasan  langsung  dengan  Kabupatan Bolaang  Mongondow  Utara,  sebelah  selatan  berbatasan dengan  Kabupaten  Bolaang  Mongondow  selatan  dan  teluk Tomini [2].

## 3. Keunggulan PLTMH
Sifat dari energi PLTMH ini adalah tak terhabiskan atau terbarukan  dengan  keunggulan  antara  lain  PLTMH  biasa beroperasi  sehari  penuh  kerena  air  tidak  tergantung  siang dan malam, Pengoperasian PLTMH tidak memerlukan biaya yang mahal, serta beberapa keunggulan lainnya [2].

## 4. Pengukuran
A. Pengukuran Debit Air
Debit  air  merupakan  jumlah  air  yang  mengalir  di dalam  saluran  atau  saluran  per  unit  waktu.  Metode  yang umum  diterapkan  seperti  persamaan  1  untuk  penetapan debit  sungai  adalah  metode  profil  sungai (cross section) [6].
V A Q . 
(1)
Dimana: Q = Debit Aliran [m 3 /s] A = Luas Penampang Vertikal [m 2 ] V = Kecepatan Aliran Sungai [m/s]
B. Luas Penampang
Luas  penampang  diukur  dengan  menggunakan  meteran dan  piskal  (tongkat  bambu  atau  kayu)  dan  kecepatan  aliran diukur  dengan  menggunakan  ― current  meter ‖  atau  juga dengan  metode  apung.  Untuk  menghitung  luas  penampang dapat dihitung dengan persamaan 2.
H L A   (2)
Dimana:
A = Luas penampang basah (m 2 ) L = Lebar saluran (m) H = Ketinggian saluran (m)

## C. Kecepatan Aliran
Pengukuran  kecepatan  aliran  dengan  metode  apung dilakukan  dengan  jalan  mengapungkan  suatu  benda misalnya  bola  tenis  atau  botol  bekas  dapat  dirumuskan persamaan  3  dan  untuk  factor  koreksi  untuk  tiap  jenis saluran diperlihatkan pada Tabel 2.
c V t L  
(3)
Dimana: V = Kecepatan [m/s] L = Panjang Lintasan [m] t = Waktu Tempuh [s] c = Faktor Koreksi (0.85)

## Tabel 2. Faktor Koreksi Untuk Tiap Jenis Saluran
Jenis Beton Faktor Koreksi Saluran Beton, persegi Panjang mulus 0.85 Sungai luas, tenang, aliran bebas (A>10m²) 0.75 Sungai dangkal, aliran bebas (A<10m²) 0.65 Dangkal (<0.5m), aliran turbulen 0.45 Sangat dangkal (<0.2m), aliran turbulen 0.25

## D. Pengukuran Tinggi Jatuh Air
Penentuan  debit  dan  head  mempunyai  arti  yang  sangat penting  dalam  menghitung  potensi  tenaga  listrik.  seperti pada Gambar 1. Variabel debit ―diwakili‖ oleh jumlah rata- rata bulan kering dalam satu tahun [7].

## Gambar 1.  Pengukuran tinggi jatuh air
Cara untuk mencari Head effectif menggunakan persamaan 4.
m H eff H H m H eff Hl H H e l l l a l        ) ( ...... (4)
Adapun cara untuk menghitung Head Losses menggunakan persamaan 5.
81 , 9 2 2 02 , 0     v D L l H (5)
Diman:
H l = Head losses (m)
0,02 = Faktor koreksi (%)
L = Panjang pipa (m) D = Diameter pipa (m) V 2 = Kecepatan aliran m/detik
9,81 = Konstanta gravitasi m/d

## 5. Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro
A. Penstock
Diameter  pipa  penstock  ditentukan  berdasarkan  debit aliran  yang  akan  mengalir  pada  pipa  penstock  tersebut dimana  dalam  penentuan  diameter  pipa  penstock  tersebut mempertimbangkan beberapa hal yakni keamanan, kemudahan  proses  pembuatan,  ketersediaan  material, tingkat  rugi  –  rugi  yang  seminimal  mungkin  dan  nilai ekonomis  dari  pipa  penstock  tersebut,  dimana  pipa  yang memiliki  diameter  lebih  besar  memiliki  tingkat  rugi-rugi yang  lebih  minim  dikarenakan  kecepatan  aliran  air  lebih kecil namun pipa pia penstock dengan ukuran diameter yang lebih  besar  ukurannya  sangat  besar,  berat  dan  harganya lebih tinggi.
Adapun  menentukan  kecepatan  aliran  pada  pipa  PVC (pipa penstock) menggunakan persamaan 6.
2 4 1 d A 
 (6)
dimana:
A = Kecepatan aliran dalam pipa d 2 = Diameter pipa
Adapun  cara  mencari  kecepatan  pada  pipa  pesat  yang Pipa pesat menggunakan pipa besi dengan panjang 9m yang terbagi  menjadi  dua  ukuran  luas  penampang  yang  berbeda menggunakan persamaan 7.
d m V V m A A / 460 , 27 062 , 0 ) 28 , 0 ( 14 , 3 1 0 6 2 , 0 6 9 , 1 1 2 1 2 4 1 1      
(7)
B. Kincir Air/Turbin Berdasarkan spesifikasi teknis kincir air dan mempertimbangkan  ketersediaan  kincir  air  yang  sudah  ada maka  dipilih  jenis  breast-shot  sebagai  desain  pembangunan menggunakan persamaan 8
1 2 1 862 D H t
N   (8)
Dimana:
N t = Putaran kincir (rpm)
862 = Ketetapan  rumus
H = Tinggi jatuh (m) D 1 = Diameter pipa (m)
C. Potensi Daya Terbangkitkan Kapasitas  debit  air  mempengaruhi  terhadap  kapasitas daya  listrik  yang  mampu  dihasilkan  oleh  PLTMH.  Untuk mencari  potensi  daya  terbangkitkan  dengan  menggunakan batas efisiensi terendah adalah seperti pada persamaan 9 [8].
daya (P) = 9.81 x Q x H x ɳ p x ɳ t x ɳ g (9)
Dengan:
P = Daya (W)
9.81 = Konstanta gravitasi
Q = Debit aliran (m 3 /s) H = Head (m) ɳ p = Efisiensi pipa 90% ɳ t = Efisiensi turbin 70% ɳ g = Efisiensi generator 80%
D. Transmisi Mekanik Transmisi  mekanik  berfungsi  untuk  menyalurkan  daya mekanik  pada  poros  turbin  ke  poros  generator  tipe  flat  belt pulley  dengan  kombinasi  plummer  blockflexible  coupling pada  pulley  generator.  Adapun  pemilihan  jenis  transmisi mekanik  berdasarkan  data  sheet  atau  katalog  turbin crossflow  T-15  D500,  untuk  debit  air  dan  head  egektif pembangkit tersebut.

## III. M ETODE

## 1. Kerangka Konsep Penelitian
Dalam  sebuah  perencanaan  sistem  tenaga  listrik umumnya  terdapat  tiga  komponen  utama  yang  berperan penting dalam penyediaan energi listrik, komponen tersebut terdiri  dari  pembangkit  listrik,  saluran  transmisi  &  gardu induk dan bagian distribusi. Ketersediaan sumber daya alam merupakan  salah  satu  faktor  utama  dalam  penyediaan energy  listrik.  Pembangkit  listrik  Tenaga  Mikrohidro merupakan  pembangkit  yang  memanfaatkan  potensi  air dalam  membangkitkan  energy  listrik.  Seperti  kita  ketahui energy  air  merupakan  sumber  daya  alam  yang  melimpah. Berdasarkan  kondisi  terebut  maka  dilakukan  penelitian denga  focus  riset  untuk  memberikan  gambaran  dan informasi  awal  mengenai  potensi  air  sebagai  dasar  dalam perencanaan dan pembangunan PLTMH.

## 2. Objek Penelitian/Alat dan Bahan
Objek  yang  diteliti  adalah  tentang  Studi  Kelayakan potensi  air  untuk  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikro  Hidro (PLTMH),
Alat Dan Bahan Yang Digunakan:
1. Selang plastik transparan ukuran ¼ ukuran panjang 10- 20 meter  plastik ukuran ¼ ukuran 10-20 meter
2. Mistar ukur dan meteran
3. Pelampung  plastik
4. Alat tulis
5. Asisten untuk membantu pengukuran

## 3. Lokasi Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  di  Desa  Pinogu  Kecamatan Pinogu.  Berdasarkan  data  yang  di  peroleh  dari  pemerintah Kecamatan  Pinogu,  terdiri  dari  beberapa  desa  yaitu  Desa Dataran  Hijau,  Desa  Pinogu,  Desa  Tilonggibila,  Desa Permai  Dan  Desa  Baangio  dengan  jumlah  penduduk keseluruhan 390 . 1  Jiwa  dan  jumlah  rumah  Penduduk 520  rumah  dengan  menggunakan  sumber  energi  listrik dari  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (  PLTS  Terpusat  ) dengan daya masing-masing rumah 300 Watt itupun belum bisa mencukupi kebutuhan energi masyarakat pinogu karena pemakaian energi listrik melebihi kapasitas daya yang ada di setiap  rumah.  Titik  kooordinat  rencana  pembangunan PLTMH  adalah  0°31’10.0‖N  dan  123°25’30.0‖E., 0.519444,  123.42500.  Peta  Desa  pinogu  dan  titik  lokasi rencana pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro dapat dilihat pada Gambar 2.

## Gambar 2 Peta Desa Pinogu dan Titik Sungai

## 4. Tahapan Alur Penelitian

## A. Survei Lokasi
Survei lokasi dilakukan untuk memperoleh data-data dan informasi  primer  terkait  dengan  aspek  lokasi  pembangunan PLTMH.

## B.  Pengukuran dan Pengambilan Data
1.  Kecepatan Aliran
Metode  sederhana  untuk  mengukur  kecepatan  aliran  air adalah  dengan  menggunakan  alat  apung.  Kecepatan aliran  air  adalah  hasil  pembagian  jarak  dengan  waktu tempuh alat apung mengikuti aliran air. Kekasaran dasar sungai  harus  diperhitungkan  dalam  metode  ini.  Oleh karena  itu  kecepatan  yang  dihitung  berdasarkan  jarak dan  waktu  tempuh  dan  perlu  dikoreksi  dengan  factor kekasaran sungai.
2.  Luas Penampang sungai Pengukuran  luas  penampang  basah  disaat  sungai  tidak
dalam keadaan banjir yaitu sesudah atau sebelum banjir. Pengukuran  paling  lambat  dua  penampang  melintang yaitu di hulu dan di hilir yang merupakan titik awal dan titik  ahir  lintasan  penampang.  Luas  penampang  didapat dengan  cara  merata-ratakan  luas  kedua  penampang basah  yang  telah  diukur.  Luas  penampang  basah  sungai adalah  penampang  vertical  sungai  yang  terisi  air. Perhitungan  luas  penampang  basah  tersebut  bergantung pada ketinggian air sungai saat itu terhadap profil sungai yang telah dibuat sebelumnya.
3.  Pengukuran Debit Air
Maksud dan metode ini adalah untuk mengetahui apakah debit  air  yang  tersedia  mampu  untuk  menggerakkan turbin  sesuai  degan  daya  yang  diinginkan.  Debit  air dihiutng  berdasarkan  perkalian  antara  luas  penampang basah sungai dengan kecepatan aliran air.
4.  Tinggi Jatuh Air Tinggi  jatuh  air  dapat  diperoleh  dengan  mengurangi tinggi  jatuh  total  dari  permukaan  air  sampai  pada permukaan  air  saluran  bawah  dengan  kehilangan  tinggi pada  saluran  air.  Tinggi  jatuh  penuh  adalah  tinggi  air yang bekerja efektif pada turbin yag sedang berjalan.
5.  Efisiensi Turbin dan Generator
Jenis  turbin  yang  digunakan  adalah  turbin  crossflow kerena  konstruksinya  lebih  sederhana,  ukurannya  kecil dan  lebih  mudah  dalam  proses  pembuatannya. Sedangkan  rencana  generator  yang  digunakan  dalam PLTMH  ini  adalah  generator  sinkron  dengan  merk Marelli Generator dengan Type MJB 250 MA4.

## C. Analisis Potensi Daya Terbangkitkan
Potensi  daya  terbangkitkan  tergantung  pada  hasil pengukuran debit air yang dihasilkan. Apabila debit air yang dihasilkan  cukup  besar  maka  potensi  daya  yang  dihasilkan sangat besar. Tapi kalau sudah menggunakan batas efisiensi tertinggi maka potensi daya yang dihasilkan berkurang.

## D. Kelayakan
Kelayakan  suatu  pembangkit  tergantung  pada  kapasitas daya terbangkitkan, apabila dalam penelitian ini tidak sesuai dengan  kapasitas  daya  terbangkitkan  maka  kembali  lagi  ke survey  lokasi,  begitupun  sebaliknya  apabila  kapasitas  daya terbangkikan  sesuai  dengan  yang  diharapkan  maka penelitian  ini  dilanjutkan  sampai  dengan  hasil  penelitian, seperti terlihat pada Gambar 3 diagram alir penelitian.
Gambar 3. Flowchart Penelitian

## IV. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## 1. Pengumpulan Data
Berdasarkan data yang dikumpulkan dari hasil penelitian maka langkah-langkah yang dilakukan sebagai berikut:
A. Kondisi Geografis
Berdasarkan  posisi  geografisnya,  Kecamatan  Pinogu memiliki batas-batas: Utara - Kabupaten Bolaang Mongondow  utara  Provinsi  Sulawesi  Utara;  Selatan  – Kecamatan  Bone  Raya  dan  Kecamatan  Bone;  Barat  – Kecamatan  –  Suwawa  Timur;  Timur  –  Kabupaten  Bolaang Mongondow Selatan Provinsi Sulawesi Utara.
Kecamatan Pinogu terdiri dari 5 Desa yaitu:
1. Desa Pinogu
2. Desa Bangio
3. Desa Pinogu Permai
4. Desa Dataran Hijau
5. Desa Tilonggibila
Luas  Kecamatan  Pinogu  secara  keseluruhan  adalah 405.96  km 2 .  Jika  dibandingkan  dengan  wilayah  Kabupaten Bone  Bolango,  luas  Kecamatan  ini  sebesar  20.5  %. Sedangkan  Desa  terluas  di  Kecamatan  Pinogu  adalah  Desa Bangio  dan  Desa  yang  memiliki  luas  terkecil  adalah  Desa Tilonggibila,  seperti  terlihat  pada  Gambar  4.  Grafik persentase luas daerah menurut desa Kecamatan Pinogu dan Tabel  3.  Luas  wilayah  dan  persentase  terhadap  luas kecamatan menurut desa di Kecamatan Pinogu
Gambar 4. Grafik Presentase Luas Daerah Menurut Desa Kecamatan Pinogu. ( Sumber : (BPS, 2018)
Tabel 3. Luas Wilayah dan Presentase terhadap Luas Kecamatan Menurut
Desa di Kecamtan Pinogu, 2016
No Desa Luas Wilayah (km²) Presentase Terhadap Luas Kecamatan 1 Pinogu 64,24 16,07 2 Bangio 120,4 29,63 3 Pinogu Permai 82,68 20,37 4 Dataran Hijau 92,2 22,72 5 Tilonggibila 45,44 11,19 Kecamatan Pinogu 405,96 100

## B. Kondisi Topografi
Kondisi  topografi  dan  kemiringan  lereng  di  Kabupaten Bone  Bolango  cukup  bervariasi  dengan  kelas  lereng  datar dengan  kemiringan  lereng  15  -  25%,  disusul  oleh  kelas kemiringan  lereng  25  -  40%  dan  kelas-kelas  lereng lainnya. Secara umum kondisi topografi wilayah Kabupaten Bone  Bolango  dikelompokkan  ke  dalam  3  kelompok  yaitu kondisi  tanah  dengan  permukaan  tinggi  (bergunung)  atau tergantung  pada  kemiringan  lereng  diatas  40%  dan bertekstur morfologi yang  kasar.

## 2. Hasil Pengukuran dan Perhitungan Debit Air
Hasil Pengukuran dan perhitungan debit air berdasarkan  perkalian  antara  luas  penampang.  Namun demikian,  debit  yang  dihitung  ini  merupakan  debit  aliran saat  itu  (debit  sesaat).  Perhitungan  debit  air  ini menggunakan  nilai  koefisien  dasar  sungai  berbatu  dan berpasir (K = 0.85)

## A. Kecepatan Aliran Sungai
Pengukuran kecepatan aliran sungai yang memanfaatkan botol  aqua  bekas  sebagai  alat  bantu.    Kecepatan  yang dihitung  berdasarkan  jarak  dan  waktu  tempuh  (kecepatan maksimal)  perlu  dikoreksi  dengan  faktor  kekasaran  sungai. Kekasaran  sungai  harus  diperhitungkan  dalam  metode  ini. Pengukuran  kecepatan  aliran  air  dilakukan  selama  7  hari, dengan  membagi  lebar  sungi  menjadi  5  titik  yaitu,  tepi kanan  sungai,  antara  tengah  dan  tepi  kanan  sungai,  tengah sungai,  antara  tepi  kiri  dan  tengah  sungai  dan  tepi  kiri sungai,  sehingga  didapat  pengukuran  rata-rata.  Hasil pengukuran kecepatan aliran sungai pada bagian tepi kanan sungai  dapat  dilihat  pada  Tabel  4.  Pengukuran  Kecepatan Aliran Sungai.
Tabel 4.Ppengukuran Kecepatan Aliran Sungai Tepi Faktor Koreksi Kecepatan aliran (m/d) Kecepatan rata-rata seluruhnya Kecepatan rata-rata terkoreksi 1 0,85 0,187 0,204 0,173 2 0,85 0,173 3 0,85 0,226 4 0,85 0,195 5 0,85 0,239
Dari  Tabel  4  terlihat  bahwa  kecepatan  aliran  sungai tertinggi  pada  hasil  pengukuran  keseluruhan  terdapat  pada tepi  kiri  sungai  adalah  sebesar  0,239  m/detik,  dengan panjang lintasan 5 meter. Sedangkan  pengukuran kecepatan aliran  sungai  terendah  terdapat  pada  antara  tepi  kanan sungai  dan  tengah  sungai  sebesar  0,173  m/detik.  Sehingga dalam perhitungan untuk mencarai hasil kecepatan rata-rata seluruhnya adalah dengan menggunakan persamaan 3 yaitu :
d m d m c V t V / 173 , 0 85 , 0 204 , 0 / 204 , 0
     
Jadi  kecepatan  rata-rata  aliran  sungai  dari  hasil perhitungan  adalah  sebesar  0,204  m/detik  dikali  dengan faktor  koreksi  (K=0,85).  Maka  hasil  kecepatan  rata-rata terkoreksi adalah 0,173 m/detik.

## B. Luas Penampang Sungai
Luas penampang sungai di ukur dengan mengamati lebar sungai  dan  kedalaman  air  sungai.  Profil  sungai  adalah mengukur  kedalaman  air  pada  setiap  interval  sungai  dan hasilnya diperoleh dengan membagi lebar sungai menjadi 5 bagian  (interval),  dengan  jarak  interval  masing-masing berukuran 5 meter.
Hasil pengamatan dan perhitungan luas penampang (m2) dapat  diketahui  dengan  cara  mengalikan  hasil  pengukuran kedalaman basah sungai dengan jarak interval sungai. Maka dapat  diketahui  luas  penampang  aliran  sungai  dengan menggunakan persamaan 2 sebagai berikut:
2 76 , 9 5 95 , 1 . m A m A H L A    
Jadi  hasil  rata-rata  pengukuran  luas  penampang  sungai, diketahui  dengan  cara  mengalikan  antara  rata  –rata pengukuran kedalaman basah sungai (1,95 m) dengan jarak interval (5 m). Maka hasilnya adalah sebesar 9,76 m 2 . Hasil pengamatan  dan  perhitungan  dapat  dilihat  pada  Tabel  5. Pengukuran luas penampang sungai.
Tabel 5. Pengukuran Luas Penampang Sungai
Hari Ke- Lebar Sungai (meter) L (Jarak Interval, meter) D (Kedalaman Basah, meter) L x D (m²) 1 25 5 1,94 9,7 2 5 1,90 9,5 3 5 2,03 10,15 4 5 2 10 5 5 1,96 9,8 6 5 1,93 9,65 7 5 1,91 9,55
Hari Ke- Lebar Sungai (meter) L (Jarak Interval, meter) D (Kedalaman Basah, meter) L x D (m²) Rata-Rata Keseluruhan 5 1,95 9,76

## 3. Debit air
Untuk  mengetahui  debit  aliran  air  dapat  dihitung berdasarkan perkalian antara luas penampang vertikal basah sungai  dan  kecepatan  aliran  air.  Namun  demikian,  debit yang  dihitung  ini  merupakan  debit  aliran  saat  itu  (debit sesaat).  maka  diperoleh  hasilnya  seperti  terlihat  pada  Tabel 6. Perhitungan debit air
Tabel 6. Perhitungan Debit air Hari ke- Tinggi muka air (H) meter Luas penampang basah sungai (A) Kecepat an aliran (V) m/d Debit air (Q) m³/d 1 1,94 9,70 0,19 1,18 2 1,9 9,50 0,10 0,93 3 2,03 10,15 0,16 1,66 4 2,00 10,00 0,16 1,56 5 1,96 9,80 0,21 2,03 6 1,93 9,65 0,18 1,73 7 1,91 9,55 0,23 2,15 Debit rata- rata 1,95 9,76 0,17 1,69
Dari  Tabel  6  terlihat  bahwa  untuk  mencari  ataupun menghitung  debit  aliran  sungai  dapat  diketahui  dengan menggunakan persamaan 1 sebagai berikut:
V A
Q .  d m Q d m m Q / 69 , 1 / 17 , 0 76 , 9 3 2   
Jadi  hasil  perhitungan  rata-rata  debit  aliran  sungai dengan  cara  mengalikan  luas  penampang  basah  sungai  = 9,76 m 2 dengan kecepatan aliran = 0,17 m/detik. Maka hasil pengukuran  debit  aliran  sungai  diperoleh  dari  pekalian antara  luas  penampang  basah  dan  kecepatan  aliran  tersebut adalah 1,63 m 3 /detik.

## 4. Pengukuran Tinggi Jatuh air
Pengukuran ini menggunakan sistem google earth dan ketinggian  elevasi  dari  data  gambar  bendungan . Kondisi medan  yang  terlalu  sulit  dan  jaraknya  cukup  jauh.  Dalam pengukuran  menggunakan  data  dari  Gambar  Bendungan maka  didapat  data  ketinggian  elevasi  Bendungan,  data tersebut dapat  dilihat pada Tabel 7. Data elevasi ketinggian bendungan.
Tabel 7. Data Elevasi ketinggian bendungan
Elevasi Data Ketinggian Elevasi  Tinggi Jatuh Elevasi 1 333,77 3,97 Elevasi 2 331,27 2,5 Elevasi 3 329,8 1,47
Dari  Tabel  7  terlihat  bahwa  data  elevasi  ketinggian bendungan  tertinggi  terdapat  pada  data  elevasi  1  dengan nilai  333,77,  dan  terendah  terdapat  pada  elevasi  3  yaitu
dengan nilai 329,8. Dari data elevasi ini yang nantinya akan digunakan sebagai data dasar untuk menghitung tinggi jatuh air  yang  effektif.  Namun  sebelum  menghitung head  effectif maka  dilakukan  terlebih  dahulu  untuk  menghitung  rugi ketinggian (head  losses) dengan  mempertimbangkan  faktor koreksi, dan nilai dari faktor koreksi yang digunakan adalah 0,02 . Head loss adalah penurunan tekanan pada fluida yang mengalir  didlam  pipa,  sehingga  Perhitungan head  losses adalah  dengan  melihat  diameter  dari  pipa  yang  digunakan. Pipa yang digunakan dalam penelitian ini adalah pipa PVC yang  berdiameter  3  inchi.  Maka  dari  itu  hasil  perhitungan head loss dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Hasil perhitungan head losses Ukuran Pipa 3 (inchi) Nilai Panjang (L) meter 4 Diameter (D) meter 0,0762 Kecepatan aliran (v) m/det 0,17 Faktor koreksi 0,02 Gravitasi 9,81 Head loss (meter) 0,001546
Dari  Tabel  8  hasil  pengukuran  dan  perhitungan  tinggi jatuh air ditentukan dengan ketinggian jatuh air sebenarnya (h)  di  kurangi  dengan head  losses (h) terus  dengan menggunakan persamaan 5 sebagai berikut:
m H H H l l v D L l 0,001546 02 , 0 02 , 0 81 , 9 2 17 , 0 0762 , 0 4 81 , 9 2 2         
Setelah  hasil  dari  perhitungan head  losses sudah diketahui  untuk  ukuran  pipa  PVC  yang  berukuran  3  inchi adalah sebesar 0,001546 meter, jadi untuk perhitungan head effectif untuk masing-masing beda ketinggian dapat dihitung berdasarkan  beda  elevasi  ketinggian,  seperti  terlihat  pada Tabel 9.
Tabel 9. Pengukuran dan perhitungan Head Efektif Pengukuran Nilai 1 2 3 Tinggi jatuh air (h) meter 3,97 2,5 1,47 Efisiensi pipa 0,9 0,9 0,9 head losses (hloss) meter 0,002 0,002 0,002 head efektif (heff) meter 3,57 2,25 1,32
Dari  Tabel  9  hasil  pengukuran  dan  perhitungan  tinggi jatuh air untuk head effectif tertinggi adalah 3,57 meter dan head  effectif yang  terendah  adalah  1,32  meter.  Untuk menentukan  seberapa  besar  potensi  daya  yang  bisa terbangkitkan  maka  hal  yang  mempengaruhinya  adalah debit  air  dan  tinggi  jatuhnya  air.  Oleh  sebab  itu  semakin tinggi jatuh air dan debitnya  air yang  mengalir pada sungai maka potensi daya  yang terbangkitkan akan  semakin besar. Hasil dari Head effektif dapat diketahui dengan menggunakan persamaan 4 sebagai berikut:
m H
H Eff H H H e l l a l 57 , 3 90 , 0 002 , 0 97 , 3       
Jadi  untuk  perhitungan head  effectif untuk  masing- masing beda ketinggian didapatkan hasil sebesar 3,57 meter.

## 5. Analisa Potensi Daya Terbangkitkan
Dari  hasil  perhitungan  bahwa  besar  potensi  daya tergantung pada tinggi jatuh air (h) dan debit air (Q). Untuk masing–masing  beda  tinggi  jatuh  air  dapat  terlihat  pada Tabel 10.
Tabel 10. Besar Daya Terbangkitkan Perhitungan daya terbangkitkan (ditambah efisiensi pada pipa) 1 2 3 Debit air (m3/d) 1,69 1,69 1,69 Tinggi terjun air (m) 3,57 2,5 1,47 Gravitasi (m/d) 9,81 9,81 9,81 Efisiensi pipa 0,9 0,9 0,9 Efisiensi turbin 0,7 0,7 0,7 Efisiensi generator 0,8 0,8 0,8 Daya terbangkitkan (kW) 29,830 20,889 12,283
Dari  Tabel  10  terlihat  bahwa  untuk  besar  potensi  daya secara  teoritis  tergantung  pada  beda  ketinggian  tinggi  jatuh air. Semakin tinggi titik jatuh air maka beda potensial daya yang  terkandung  didalam  air  semakin  besar  apabila  debit airnya tetap ataupun bertambah.
Untuk  daya  terbangkitkan  dapat  dihitung    dengan menggunakan  batas  efisiensi  terendah  dari  pipa,turbin  dan generator.  Efisiensi  terendah  pada  pipa  90  %,  efisiensi terendah  pada  turbin  70  %,  dan  efisiensi  terendah  pada genereator  adalah  80  %.  Perhitungan  daya  terbangkitkan dapat  dihitung  dengan  menggunakan  persamaan  9  sebagai berikut:
kW P P g t p g H Q P 83 , 29 % 80 % 70 % 90 81 , 9 57 , 3 69 , 1                
Jadi potensi daya maksimum yang terbangkitkan adalah sebesar 29,83 kW.

## 6. Memilih dan Merancang PLTMH A. Pipa Pesat PVC
Pipa pesat menggunakan pipa PVC dengan diameter 3 inci  =  0,076  m  dan  panjang  4  meter.  Hasil  pengukuran penggunaan pipa dapat dilihat pada Tabel  11.

## Tabel 11 Penggunaan Pipa PVC
Pipa pesat PVC Inchi Nilai Satuan Panjang 4 m Debit air 1,69 m3/d Diameter pipa 3 0,076 m Luas penampang pipa 0,0046 m2 Kecepatan aliran pada pipa 370,77 m/d
Cara  menentukan  kecepatan  pada  pipa  pesat,  hasil pengukuran    pada  pipa  pesat  dapat  dihitung  dengan menggunakan persamaan  6 sebagai berikut:
2 4 1 d A  
d m V m A A / 77 , 370 0046 , 0 ) 076 , 0 ( 14 , 3 0046 , 0 690 , 1 2 2 4 1
     

## B. Pipa Pesat Besi
Pipa  pesat  menggunakan  pipa  besi  dengan  panjang  4  m yang  terbagi  menjadi  dua  ukuran  luas  penampang  yang berbeda.  Dengan  diameter  pipa  pesat  D1  =  0,28  m  pada bagian depan dan D2 =0,17 m pada bagian ujung pipa maka kecepatan pipa pesat dapat dilihat pada Tabel 12.
Tabel 12. Penggunaan Pipa Pesat Besi Pipa pesat besi Nilai Satuan Panjang 4 m Debit air 1,69 m3/d Diameter 1 0,28 m Diameter 2 0,17 m Luas penampang 1 0,062 m2 Luas penampang 2 0,023 m2 Kecepatan aliran dalam pipa 1 27,460 m/d Kecepatan aliran dalam pipa 2 74,494 m/d
Hasil perhitungan kecepatan pada saat air melewati pipa besar,  dapat  dihitung  dengan  menggunakan  persamaan  7 sebagai berikut:
2 4 1 1 ) 28 , 0 ( 14 , 3    A d m V V m A / 460 , 27 062 , 0 1 0 6 2 , 0 6 9 , 1
1 2 1   
Hasil  perhitungan  kecepatan  pada  saat  air  melewati  pipa kecil
d m V V m A A / 494 , 74 023 , 0 ) 17 , 0 ( 14 , 3 2 0 2 3 , 0 6 9 , 1 2 2 2 2 4 1 2      

## C. Kincir Air/Turbin
Berdasarkan spesifikasi teknis kincir air dan mempertimbangkan  ketersediaan  kincir  air  yang  sudah  ada maka dipilih jenis breast-shot sebagai desain peJmbangunan, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 13.
Tabel 13 Spesifikasi Kincir Air Kincir Air/Turbin m m/inci inci Tinggi jatuh air (Inci) 3,57 39,37 140,5509 Putaran kincir (rpm) 862 259,5725
Diketahui tinggi jatuh 3,57 meter = 140,550 inchi maka dapat  dihitung  kecepatan  putaran  kincir  air  dengan menggunakan persamaan 8 sebagai berikut:
2 1 862 H
N t   rpm , N N N t , , t D H t 572 259 37 39 550 140 862 862 2 1 1 2 1     

## D. Transmisi Mekanik
Dilakukan  beberapa  perhitungan  dengan  menggunakan satu  generator  dan  satu  turbin  dengan  ukuran  diameter pulley adalah 70  cm  dan  diameter  as  5  cm,  hasil perhitungan  dapat  dilihat  perbandingan  hasil  putaran generator yang didapat seperti terlihat pada Tabel 14.
Tabel 14. Perbandingan Putaran Generator Transmisi Mekanik Perbandingan pulley Putaran Generator Generator 11,6663 rpm 3028,251 rpm

## E. Generator
Menggunakan  generator  sinkron  satu  phase  seri  ST-3 dengan  kapasitas  daya  30  kVA.  Generator  ini  memiliki  4 kutup sehingga memerlukan putaran rotor sebesar 1500 rpm untuk  membangkitkan  energi  listrik  dengan  frekuensi  50 Hz, seperti terlihat pada Tabel 15.
Tabel 15. Jenis Generator Generator Sinkron Tipe ST-3 Jumlah phasa 1 Phasa Daya 3 kVa Kecepatan 1500 rpm Jumlah kutub 4 Kutub Frekuensi 50 Hz
Berdasarkan  data  pengukuran  dan  perhitungan  untuk debit  air  rata-rata  yaitu  sebesar  1,69  m3/detik  dan  beda ketinggian  tinggi  jatuh  air  yaitu  tertinggi  3,57  meter  dan terendah  1,32  meter  maka  didapatkan  tenaga  potensial  air adalah maksimum sebesar 59,187 kW dan minimum adalah sebesar  24,371  kW.  Daya  yang  terbangkitkan  dengan menggunakan  batas  efisiensi  terendah  dari  pipa,  turbin  dan generator maka didapat daya terbangkitkan yang maksimum adalah  sebesar  29,830  kW  dan  minimum  adalah  sebesar 12,283 kW. Melihat daya yang terbangkitkan tersebut maka potensi air aliran sungai Pinogu secara teknis layak untuk di bangun  pembangkit  listrik  tenaga  mikrohidro  (PLTMH) dengan kapasitas daya sebesar 30 kVa.

## V. KESIMPULAN
1. Dari  hasil  pengamatan,  pengukuran  dan  perhitungan maka  didapat  debit  air  andalan  sebesar  1,69  m3/  detik, dengan luas penampang rata-rata 9,76 m2 dan kecepatan rata-rata aliran air sebesar 0,173 m/detik.
2. Dari  hasil  pengukuran  dan  perhitungan  dengan menggunakan  Gambar  Bangunan  bendungan  dan bantuan Google  Earth maka  didapat  beda  ketinggian tinggi  jatuh  air  yaitu  tinggi  maksimum  3,57  meter  dan yang tinggi minimum adalah 1,32 meter.
3. Dari hasil perhitungan debit air andalan dan beda tinggi jatuh air maka tenaga potensi air yang dihasilkan adalah maksimum  sebesar  59,187  kW  dan  minimum  adalah sebesar 24,371 kW. Sedangkan daya yang terbangkitkan maksimum adalah 29,83 kW dan minimum 12,283 kW.
4. Hasil  dari  debit  air  andalan,  tinggi  jatuh  air,  tenaga potensial  air  dan  daya  yang  terbangkitkan,  maka  aliran air  sungai  Pinogu  secara  teknis  layak  untuk  dibangun pembangkit tenaga listrik mikrohidro (PLTMH).

## R EFERENSI
[1] BPS.  (2018). Kecamatan  Pinogu  Dalam  Angka  2018 .  (B.  P.  S. Kabupaten  Bone  Bolango,  Ed.)  (2018th  ed.).  Kabupaten  Bone Bolango: BPS Kabupaten Bone Bolango.
[2] Dimyati,  A.  M.  (2003).  Studi  kelayakan  potensi  pembangkit  listrik tenaga  mikrohidro  di  desa  setren  kecamatan  slogoimo  kabupaten wonogiri, 15 (02), 1–10.
[3] Doda, N., & Mohammad, H. (2018). Analisis Potensi Pengembangan Pembangkit Listrik, 1–10.
[4] Fandi  S.M.  Tambunan  &  Rudy  Setiabudy.  (2014).  Feasibility Analysis Of The Development Of Micro Hydro Power ( PLTMH ) In Nyomplong  ,  Bogor  mengeluarkan  Undang-Undang  (  UU  )  No  .  23 tahun 1997 tentang Pengelolaan pembangunan terhadap lingkungan . Melengkapi UU tersebut diterbitkan UU No . 27 Pembangki. Analisis
Kelayakan  Pembangunan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikro  Hidro (PLTMH) Di Desa Nyomplong, Bogor , 21.
[5] Firmansyah,  I.,  Mahmudsyah,  I.  S.,  &  M.Eng.,  I.  T.  yuono.  (2008). Studi Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga.
[6] Rizda.  (2017).  Berbagai  Manfaat  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikro Hidro (PLTMH).
[7] Sukamta,  S.,  &  Kusmantoro,  A.  (2015).  Perencanaan  pembangkit listrik  tenaga  mikro  hidro  (PLTMH)  Jantur  Tabalas  Kalimantan Timur. Jurnal Teknik Elektro , 5 (2), 58–63.
https://doi.org/10.1016/j.bej.2007.02.031.
[8] Suparman, Suyono, H., & Hasanah, R. N. (2017). Desain Pembangkit Listrik Tenaga Piko Hidro Terapung (PLTPHT), 11 (2), 82–88.