Jurnal Geuthèë: Penelitian Multidisiplin
Teuku Multazam , Mahdi Syukri , Yuli Prasetyo

## ESTIMASI POTENSI PEMBANGKIT LISTRIK MIKRO HYDRO PADA BENDUNGAN BEURACAN

## ESTIMATION OF MICRO HYDRO POWER PLANT POTENTIAL ON BEURACAN IRRIGATION
1 Teuku Multazam, Unida, Banda Aceh, Aceh, Indonesia.
2 Mahdi Syukri, Unsyiah, Banda Aceh, Aceh, Indonesia.
3 Yuli Prasetyo, Politeknik Negeri Madiun, Madiun, Jawa Timur, Indonesia.
E-mail: teuku.multazam@gmail.com
Diterima: 29/07/2018; Disetujui: 27/08/2018

## ABSTRAK
Permintaan  energi  listrik  oleh  masyarakat  di  Indonesia  mengalami  peningkatan  pesat seiring populasi penduduk semakin bertambah. Ketersediaan sumber daya air merupakan potensi  besar  yang  harus  dimanfaatkan  untuk  meningkatkatkan  daya  listrik  melalui Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikro  Hidro  (PLTMH).  Estimasi  potensi  daya  listrik dilakukan  untuk  mengetahui  jumlah  energi  listrik  yang  mampu  dibangkitkan.  Data kecepatan,  kedalaman  air,  head  dan  lebar  bendungan  merupakan  hal  yang  paling mendasar  diperlukan,  data  ini  diperoleh  dari  hasil  pengukuran  secara  langsung  yang digunakan untuk menghitung debit air. Debit air efektif yang dihasilkan yaitu 9,35 m 3 /det, head setinggi 2 meter, dan titik kedalaman maksimal adalah 1,2 meter. Berdasarkan hasil tersebut  maka  perkiraan  potensi  daya  listrik  yang  dihasilkan  oleh  bendungan  adalah 183,26 kW.
Kata Kunci: Pembangkit Listrik, Energi, PLTMH, Daya Listrik .
Vol. 01, No. 02, (Agustus, 2018), pp. 156-163.

## ABSTRACT
The demand for electric power in Indonesia has increased rapidly as the population grows. The availability of water resources is a great potential that must be utilized to increase energy through Micro  Hydro  Power  Plant  (PLTMH).  Estimation  of power  potential  for  PLTMH  on  Beuracan Irrigation to determine the amount of power electric that can be generated. Data of speed, water depth, head and width of the dam are the most fundamental that be required, it is obtained from the  results  of  measurements  directly  used  to calculate  the  flow  of  water.  Effective  water  debit produced is 9.35 m 3 /s, head 2 meters high and the maximum depth is 1.2 meters. Based on these results, the estimated potential power generated by the dam is 183.26 kW
Keywords: Power, PLTMH, Micro Hydro, Power Plant.
Vol. 01, No. 02 (Agustus, 2018), pp. 156-163.
Teuku Multazam , Mahdi Syukri , Yuli Prasetyo

## PENDAHULUAN
Permintaan  energi  listrik  oleh  masyarakat  di Indonesia  mengalami  peningkatan  pesat  karena populasi  penduduk  semakin  bertambah.  Dalam dua  tahun  ini  permintaan  energi  listrik  sebesar 66,63 juta  pelanggan  menjadi 64,28 juta p elanggan atau meningkat sebesar 3.65 persen. https://databoks.katadata.co.id/datapublish/2017 /09/26/berapa-jumlah-pelanggan-dan-penjualan- listrik-pln-saat-ini. Untuk menutupi kebutuhan tersebut perlu  dilakukan pembangunan pembangkit listrik baru. Kondisi Indonesia yang memiliki  iklim  tropis  menjadi  sebuah  peluang besar dalam mewujudkan banyak pembangkit , sebab  terdapat  banyak  potensi  energi terbarukan  yang  bisa  dimanfaatkan  salah satunya  adalah  air  melalui  Pembangkit  Listrik Tenaga  Micro  Hydro (Teuku  Multazam,  et.al., 2016: 545).
Kabupaten Pidie Jaya merupakan daerah yang memiliki  potensi  air  untuk  dimanfaatkan menjadi  listrik  salah  satunya  potensi  yang berada  di  Bendungan  Beuracan. Studi  untuk kelayakan  perencanaan Pembangkit  Listrik
Tenaga Mikro Hydro ( PLTMH) ini merupakan salah satu upaya estimasi daya listrik  untuk  perancangan  PLTMH  pada bendungan.

## METODE PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini terdiri dari beberapa tahapan meliputi
pengumpulan data, estimasi potensi daya listrik, dan analisa.
Pengumpulan Data START Selesai Estimasi Potensi Energi Listrik Analisa Hasil

## Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

## 1. Pengumpulan Data
Data yang dikumpulkan dalam  penelitian ini  meliputi  lebar  bendungan,  kecepatan  air, kedalaman air dan ketinggian air ( head ). Data tersebut diperoleh berdasarkan hasil pengukuran.
a. Lebar Bendungan Bendungan untuk perencanaan pembangunan PLMTH berupa bendungan beton. Bendungan tersebut berfungsi sebagai penampung  aliran  air  sungai  yang  dilengkapi dengan  pintu  air  sebagai  pengontrol  dan pembuangan (Tri Mumpuni, 2003).
Vol. 01, No. 02, (Agustus, 2018), pp. 156-163.
Pengukuran  lebar  bendungan  untuk mendapatkan  nilai  kecepatan  dan  kedalaman air pada bendungan tersebut sehingga memudahkan penentuan titik lokasi aliran air ke  bak  penenang (forebay ).  Pengukuran dilakukan dengan cara membagi menjadi tujuh titik  dengan  jarak  masing-masing  yaitu  2.5 meter.
Gambar  3.  Model  Lebar  Pembagian  Lebar
Bendungan

## b. Debit Air
Debit  merupakan  salah  satu  parameter penting dalam perencanaan PLTMH.  Volume debit  air  akan  menentukan  besarnya  energi yang  mampu  dihasilkan.  Debit  juga  akan menentukan ukuran dan jenis turbin yang akan digunakan.  Pengukuran  debit  aliran  sungai biasanya dilakukan dengan menggunakan alat Current  Meter  Counter ( Dandekar,  M.M  et.al, 1991). Pengukuran  dilakukan  di  sepanjang penampang  melintang  sungai.  Dan  bisa dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:
Untuk  menghitung  debit  air  maka  dapat ditulis

## Q = A x V
Untuk mendapakan luas penampang maka dapat dihitung dengan menggunkan persamaan (Wesli, 2008):
A = B  x h
Dimana
Q = Debit Air  (m 3 /detik)
V = Kecepatan Air (m/detik) A = Luas Penampang (m 2 )
B = Lebar bawa  Bendungan (m) d = Kedalaman Air  (m)
Gambar 4. Pengukuran Kecepatan Air
c. Tinggi Jatuh ( Head)
Head adalah  ketinggian  vertikal  dimana  air jatuh.  Pengukuran head dilakukan  dengan menggunakan Theodolite ,  pengukuran  dilakukan di  sepanjang  sungai  dari  hulu  sungai,  yang diperkirakan merupakan lokasi dam, sampai hilir, yang diperkirakan tempat instalasi mesin pembangkit Counter ( Kurniawan,  et.al,  2009). Besarnya head dinyatakan  dengan  satuan  meter (m).
Gambar 4. Pengukuran Head
Vol. 01, No. 02 (Agustus, 2018), pp. 156-163.
Teuku Multazam , Mahdi Syukri , Yuli Prasetyo

## d. Estimasi Potensi Energi
Estimasi  potensi  energi  listrik  dari pembangkit  listrik  tenaga  air  mikro  hidro  pada prinsipnya  memanfaatkan  beda  ketinggian  dan jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air saluran  irigasi,  sungai  dan  air  terjun.  Aliran  air ini  akan  memutar  poros  turbin  sehingga menghasilkan  energi  mekanik.  Energi  ini selanjutnya menggerakkan generator dan generator menghasilkan listrik (Herianto, 2001).
Pada saluran besar volume air yang masuk ke  pipa  pesat  diatur  melalui  pintu  pengatur. Turbin  pada  proses  pembangkitan  listrik  ini berputar  karena  adanya  pengaruh  energi potensial  air  yang  mengalir  dari  pipa  pesat  dan mengenai sudut-sudut turbin. Berputarnya turbin kemudian  akan  mengakibatkan  generator  juga berputar sehingga generator dapat menghasilkan listrik sebagai keluarannya. Besarnya daya listrik sebelum masuk ke turbin secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:
P in turbin = ρ.Q.h.g
Sedangkan besar daya output turbin adalah sebagai berikut :
P out turbin = ρ × Q × h × g × ηturbin Sehingga secara matematis daya real yang dihasilkan dari pembangkit adalah sebagai berikut :
P real = ρ × Q × h × g × ηturbin × ηgenerator × ηtm
Dimana :
P in turbin = Daya masukan ke turbin (kW)
P out turbin = Daya keluaran dari turbin (kW)
ρ = Massa jenis air (kg/m 3 ) Q = Debit air (m 3 /s) h = Ketinggian efektif (m) g = Gaya gravitasi (m/s 2 ) η = Efisiensi ηtm = Efisiensi tegangan mekanis

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 1) Pembahasan 1

## a. Pehitungan Luas Penampang
Perhitungan  luas  dihasilkan  dari  perkalian antara  lebar  bendungan  dengan  kedalaman sungai  pada  setiap  lokasi.  Lokasi  perhitungan yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  dibagi menjadi  tujuh  titik  dengan  selisih  dari  masing lokasi  2.5  meter.  Hasil  perhitungan  luas penampang pada setiap lokasi.
Tabel 4.1. Luas penampang bendungan untuk masing-masing lokasi
Lokasi Luas  Penampang (A) (meter 2 ) I 0,672 II 1,425 III 1,7 IV 2,2 V 2,37 VI 3 VII 1,875 VIII 1,5
Vol. 01, No. 02, (Agustus, 2018), pp. 156-163.
b. Perhitungan Debit
Volume  debit  air  diperoleh  secara  langsug dengan mennggunakan data pengukuran memakai current meter selama dua period yaitu pagi  –  siang  dan  petang  –  malam.  Pengukuran dua  period  untuk  melihat  kontinutas  debit  air yang dihasilkan. Hasil perhitungan debit air pada dua  perode  tidak  terjadi  perbedaan  yang signifkan seperti terlihat pada pada tabel 1.2. Tabel  1.2  Jumlah  Debit  yang  dihasilkan Bendungan  pada  masing-masing lokasi
Volume  rata-rata  debit  air  yang  didapatkan adalah:
𝑄 = 𝑄1+𝑄2 2
𝑄 = 13.777 +  15.018 2 = 14,39 meter 3 /detik = 14390 Liter / det
Karena  dalam  bendungan  terdapat  endapan pasir maka faktor koreksi digunakan adalah 0,65.
(Anthon  Jothan  Ratho,  2011),  sehingga  debit efektif air di bendungan Beuracan adalah:
Q = c Q total = 0,65 x 14.39 = 9,35 m 3 /detik = 9350 liter/detik
c. Estimasi Daya
Estimasi kapasitas daya listrik yang diperoleh pada Bendungan Beuracan merupakan daya yang dihasilkan berdasarkan perkalian dari data  debit  air, head,  massa  jenis  dan  gaya gravitasi. Dalam  penelitian  ini,  nilai head yang digunakan  yaitu  dua  meter.  Hasil  perhitungan diperoleh bahwa daya yang mampu dibangkitkan oleh Bendungan Beuracan adalah:
P = ρ.Q.h.g
= 1000 x 9,35 x 2 x 9,8
= 183260 watt
= 183,26 kW

## d. Pembahasan
Perolehan  daya  tergantung  pada  faktor kedalaman  dan  kecepatan  air.  Dari  hasil pengukuran  yang  dilakukan,  jika  kedalaman  air dangkal maka kecepatan air yang mengalir akan sangat  lambat.  Sebaliknya,  jika  kedalaman  air semakin dalam mendalam maka nilai kecepatan air  yang  mengalir  akan  semakin  tinggi,  hal tersebut  dikarenakan  aliran  air  dengan  tingkat kedalaman  yang  dalam  tidak  bisa  dipengaruhi oleh  angin  sehingga  nilai  kecepatan  menjadi tinggi. Sedangkan pada tingkat kedalaman yang dangkal,  aliran  air  akan  dipengaruhi  oleh kekuatan angin. Untuk itu, faktor kedalaman dan
Lokasi Debit (meter 3 /detik) Pagi  - Siang Petang - Malam I 0,604 0,604 II 0,997 1,068 III 1,615 1,7 IV 1,98 2,31 V 2,375 2,493 VI 2,85 3,3 VII 1,781 1,968 VIII 1,575 1,575 Jumlah Debit 13,777 15,018
Vol. 01, No. 02 (Agustus, 2018), pp. 156-163.
Teuku Multazam , Mahdi Syukri , Yuli Prasetyo
kecepatan  air  pada  bendungan  tersebut  sangat menentukan jumlah daya yang dihasilkan.
Selain  dipengaruhi  oleh  kedua  faktor  di atas,  kecepatan  dan  kedalaman  air,  daya  yang dihasilkan  oleh  bendungan  Beuracan  juga ditentukan  oleh  ketinggian  ( head )  air.  Jika ketinggian  airnya  dangkal  maka  debit  air  yang dihasilkan  kecil.  Untuk  Bendungan  Beuracan, ketinggian  ( head )  air  yang  layak  digunakan terhadap  bendungan  adalah  sebesar    2  (dua) meter.  Hal  ini  didasarkan  pada  perhitungan besarnya  perkiraan  daya  yang  dapat  diperoleh pada titik lokasi pengukuran ke enam, (L6), titik dengan kedalaman terbesar, yaitu 1,2 meter. Pada kedalaman  ini,  debit  yang  diperoleh    adalah 3,075  m 3 /s.  Dikarenakan  pada  bendungan tersebut terdapat turbulensi aliran air yang tidak menentu  maka  faktor  koreksi  yang  dipakai adalah  0,65,  sehingga  debit  air  pada  lokasi  ke enam sebesar  1,383 m 3 /s. Jika lokasi kedalaman itu adalah dijadikan acuan ketinggian ( head ) air, maka  perkiraan  daya  yang  dihasilkan  27106,8 watt atau 27,1  kW .
Total  perkiraan  daya  rata-rata  yang dihasilkan  oleh  Bendungan  Beuracan  adalah sebesar 183260 watt atau 183,26 kW.

## SIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa dan perhitungan  maka  dapat  disimpulkan  bahwa bendungan  Beuracan  dapat  dijadikan  sebagai sumber  daya  untuk  perencanaan  pembangunan PLTMH karena perkiraan daya  yang dihasilkan dari  debit  air  pada  bendungan  tersebut  sebesar
183260 watt atau 183.26 kW. Ketinggian ( head ) air  2  (dua)  meter  telah  memenuhi  target  daya yang  harus  disediakan  oleh  PLTMH  sebesar 7040  watt  yang  diperlukan  oleh  bangunan dan/atau  fasilitas  yang  akan  menggunakan PLTMH  sebagai  sumber  daya  listrik  pengganti PLN.
Vol. 01, No. 02, (Agustus, 2018), pp. 156-163.

## DAFTAR PUSTAKA

## a. BPS Kabupaten Pidie Jaya, 2015, Pidie Jaya Dalam Angka 2015.
b. Dandekar , M.M dan K.N Sharma. 1991. “Pembangkit Listrik Tenaga Air”. Jakarta: Universitas Indonesia.
c. https://databoks.katadata.co.id/datapublish/2017/09/26/berapa-jumlah-pelanggan-dan- penjualan-listrik-pln-saat-ini.
d. Herianto., 2001, “Analisis Pembangunan PLTMH di Desa Domnyong”, Fakultas Teknik Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya
e. T. Multazam , R.I. Putri, M. Pujiantara, A. Priyadi, P.M. Hery, " Wind farm site selection base on fuzzy analytic hierarchy process method; Case study area Nganjuk ", 2016 International Seminar on Intelligent Technology and Its Applications (ISITIA), pp. 545-550, 2016
f. Kurniawan , A, dkk. 2009. “Pedoman Studi Kelayakan Teknis” . Jakarta: Integrated Microhydro Development and Application Program.
g. Tri Mumpuni Wiyatno.,2003, “Studi Kelayakan PLTMH”,  Diktat, Yayasan Ibeka, Bandung.
h. Wesli,Ir.,2008, "Drainase Perkotaan", Graha Ilmu, Yogyakarta.