## Implementasi Inovasi Teknologi Micro Submersible Hydro Power Plant Guna Mewujudkan Kemandirian Energi Listrik Nasional
Marcellinus Gonzaga 1)
1) Jurusan Teknik Perminyakan, Fakultas Teknik, Universitas Proklamasi 45 E-mail:  gozasiwy@gmail.com

## ABSTRAK
Sebagai  negara  agraris,  Indonesia  harus  memiliki  sistem  irigasi  yang  baik.  Selain  guna  menyalurkan  air  untuk  sektor pertanian,  sistem  irigasi  memiliki  potensi  besar  dalam  menghasilkan  energi  listrik  yang  ramah  lingkungan.  Indonesia memiliki potensi energi air sebesar 19.385MW yang dapat dimanfaatkan melalui PLTMH. Namun hingga tahun 2017, pemanfaatan  potensi  tersebut  baru  sebesar  197,4MW  atau  setara  1%  saja.  Penelitian  ini  mengkaji  solusi  pemanfaatan inovasi  teknologi micro  submersible  hydro  power  plant pada  sistem  irigasi  di  Indonesia  sebagai  upaya  mewujudkan kemandirian energi nasional. Micro submersible hydro power plant merupakan inovasi teknologi yang memanfaatkan laju  aliran  air  pada  sistem  irigasi  untuk  memutar  turbin  dan  generator submersible untuk  menghasilkan  listrik. Micro submersible hydro power plant bekerja dengan cara ditenggelamkan ke dalam aliran air pada sistem irigasi dengan tujuan meredam kebisingan dan menjaga temperatur komponen. Sistem irigasi yang telah diobservasi serta dapat menjadi lokasi awal implementasi inovasi teknologi micro submersible hydro power plant pada penelitian ini terletak di Kalisonggo, Kecamatan Girimulyo, Kabupaten Kulon Progo, Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Dengan laju aliran air rata-rata 1,75m/s  pada  irigasi  potensial  Kalisonggo,  maka  seluruh  unit  yang  akan  diimplementasikan  dapat  menghasilkan  daya listrik dengan kapasitas 1.850,7Watt.
Kata Kunci: energi air; Kalisonggo; micro submersible hydro power plant .

## ABSTRACT
As an agricultural country, Indonesia must have a good irrigation system. Apart from distributing water for agriculture, the irrigation system has great potential in producing eco-friendly electricity. Indonesia has the hydro energy potency of 19,385 MW which can be utilized through PLTMH. However, until 2017 the utilization of this potential had only reached 197.4 MW or equals to 1%. This research examines solutions for the micro submersible hydro power plant utilization in Indonesia’s irrigation systems as an effort to achieve national energy independence. Micro submersible hydro power plant is a technological innovation that utilizes the water flow rate in an irrigation system to rotate the turbine to produce electricity. The micro submersible hydro power plant works by being immersed in the water flow to reduce noise and maintain component temperatures. The irrigation system that has been observed and can be the initial location for the implementation in this research is located in Kalisonggo, Girimulyo District, Kulon Progo Regency, Special Region of Yogyakarta  Province.  With  an  average  water  flow  rate  of  1.75  m/s  in  the  Kalisonggo  irrigation,  all  units  to  be implemented can generate electricity with a capacity of 1,850.7 Watt.
Keywords: hydro energy; Kalisonggo; micro submersible hydro power plant.

## I. PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara yang kaya akan potensi energi baru terbarukan, baik yang di permukaan bumi hingga di bawah  permukaan  bumi  (KESDM,  2016).  Berdasarkan  amanat  Rencana  Umum  Energi  Nasional  (RUEN)  2017, Pemerintah menargetkan pelaksanaan percepatan pengembangan energi baru terbarukan (EBT) minimal sebesar 23% di tahun 2025. Namun hingga di tahun 2019, secara nasional mix energy (pembauran energi) masih didominasi oleh energi fosil. Total pembangkit listrik dengan kapasitas 65,8GW yang dimiliki Indonesia, setidaknya baru melibatkan 13-14% pembangkit  listrik  tenaga  EBT  atau  berkisar  pada  kapasitas  9000an  MW  (Ditjen  EBTKE,  2019).  Melalui  siaran  pers Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (KESDM) nomor 51 pada 30 Januari 2020, Menteri ESDM Arifin Tasrif menyampaikan target peningkatan porsi pembauran EBT secara bertahap dari tahun ke tahun. Peningkatan porsi bertahap tersebut akan mengalami peningkatan hingga 19,5% pada tahun 2024 (Ditjen EBTKE, 2020).
Target ambisius Pemerintah di bidang pembangkit listrik tenaga EBT sebagaimana telah diatur dalam PP No. 79 Tahun 2014 tentang Kebijakan Energi Nasional, merupakan bentuk nyata komitmen Pemerintah terhadap agenda global SDGs ( Sustainable  Development  Goals )  nomor  7  yang  berisikan  penekanan  pada  sektor  penggunaan  energi  bersih  ramah
lingkungan sebagai upaya pengurangan emisi gas rumah kaca (DEN, 2019). Indonesia mencatat peningkatan emisi CO 2 sebesar  18%  sepanjang 2012-2017  dan pada 2017  Indonesia  menyumbang  484MtCO 2 dari  sektor  penggunaan  energi, dimana penyumbang terbesar berasal dari aktivitas pembangkit listrik konvensional sebesar 36% (Climate Transparency, 2018).
Transisi penggunaan energi menuju energi baru terbarukan sesuai dengan komitmen dan agenda global SDGs nomor 7 yang selain menitik beratkan pada aspek dan isu lingkungan, juga menitik beratkan pada aspek kemandirian energi salah satunya  dengan  mempertimbangkan  segi  keandalan  dan  kemudahan  akses  energi  oleh  masyarakat.  Sebagai  negara kepulauan,  Indonesia  memiliki  tantangan  tersendiri  dalam  menghadirkan  akses  distribusi  energi  listrik  kepada masyarakat. Hal tersebut dibuktikan dengan adanya 2.281 desa di Indonesia yang belum mendapatkan akses listrik secara layak (Badan Pusat Statistik, 2019). Program kelistrikan lepas jaringan ( off-grid ) yang didorong oleh Peraturan Menteri ESDM  no  38/2016,  melalui  pemanfaatan  potensi  EBT  lokal  dengan  mekanisme  pembangkit  tersebar  dapat  dilakukan sebagai upaya mewujudkan kemandirian energi listrik nasional. Salah satu sumber potensi EBT lokal yang dimiliki dan dapat dikembangkan dengan baik di Indonesia adalah energi air.
Sebagai negara agraris, Indonesia perlu memiliki sistem irigasi yang baik. Tidak hanya sebagai sarana distribusi air untuk keperluan sektor pertanian, sistem irigasi juga memiliki potensi besar dalam menghasilkan listrik yang ramah lingkungan. Indonesia memiliki potensi energi hidro atau air sebesar 75.091MW yang dapat dimanfaatkan melalui PLTA, dan sebesar 19.385MW yang dapat dimanfaatkan melalui PLTM dan PLTMH (DEN, 2017). Namun hingga di tahun 2017, potensi air tersebut baru termanfaatkan sebesar 6,4% atau setara 4.826,7MW untuk PLTA, dan sebesar 1% atau setara 197,4MW untuk PLTM dan PLTMH (IESR, 2017).
Karya tulis ilmiah ini menyajikan gagasan berupa implementasi inovasi teknologi micro submersible hydro power plant yang memanfaatkan potensi EBT berupa aliran air pada sistem irigasi  lokal untuk menghasilkan listrik secara mandiri sebagai upaya meningkatkan produktivitas masyarakat. Dengan menghadirkan inovasi teknologi micro submersible hydro power plant sebagai PLTMH, sistem irigasi  lokal baik berupa sistem irigasi buatan maupun sistem irigasi alami akan mengalami peningkatan nilai guna. Sistem irigasi yang semula berperan sebagai sarana pemenuhan kebutuhan air pada sektor  pertanian,  kini  dapat  pula  berperan  sebagai  sektor  produktif  dalam  menghasilkan  listrik  untuk  keperluan masyarakat.
Peningkatan kesiapan rencana implementasi inovasi teknologi micro submersible hydro power plant guna menghadirkan akses  energi  listrik  secara  mandiri  di  berbagai  daerah  potensi  di  Indonesia  merupakan  tujuan  dari  penelitian  yang dirangkum  dalam  karya  tulis  ilmiah  ini.  Penelitian  ini  mengkaji  sistem  irigasi  di  Kalisonggo,  Kecamatan  Girimulyo, Kabupaten  Kulon  Progo,  Provinsi  Daerah  Istimewa  Yogyakarta  sebagai  target  daerah  potensi  perdana  rencana implementasi micro  submersible  hydro  power  plant .  Penelitian  ini  juga  melakukan  pengembangan  desain  unit micro submersible  hydro  power  plant agar  mampu  bekerja optimal  sesuai  dengan  kondisi  dan  karakteristik  sistem  irigasi  di Indonesia.  Kedepannya,  karya  tulis  ilmiah  ini  dapat  digunakan  sebagai  referensi  dasar  dalam  melakukan  pengukuran teknis pada tahap observasi sistem irigasi potensial lain di Indonesia dalam rangka implementasi inovasi teknologi micro submersible hydro power plant sebagai upaya mewujudkan kemandirian energi listrik nasional.

## II. METODE
Penelitian ini terbagi atas 2 tahapan secara garis besar, yaitu tahap observasi lapangan pada sistem irigasi daerah potensi dan tahap perancangan desain unit micro submersible hydro power plant yang disajikan dalam bentuk ilustrasi. Kedua tahapan tersebut saling berkaitan, dimana tahap perancangan ilustrasi desain unit micro submersible hydro power plant didasari  oleh  data  dan  kondisi  yang  diperoleh  dari  hasil  observasi  daerah  potensi.  Desain  dirancang  sedemikian  rupa sehingga sesuai dengan kondisi dan target yang diharapkan dari proyek implementasi.

## 2.1 Tahap Observasi Daerah Potensi
Prosedur  yang  digunakan  dalam  tahap  observasi  sistem  irigasi  pada  daerah  potensi  secara  berurutan  adalah  sebagai berikut; penentuan hipotesis sementara, perencanaan kegiatan penelitian termasuk kelengkapan perizinan, pelaksanaan pengukuran aspek teknis sistem irigasi, pengumpulan data dan analisis, serta penyusunan kesimpulan. Langkah penentuan hipotesis  di  awal  dilakukan  terhadap  sistem  irigasi  secara  acak  dengan  pertimbangan  dasar  berupa  kebutuhan  daerah tersebut serta kemampuan/potensi sistem irigasi yang tersedia. Prosedur selanjutnya yaitu perencanaan kegiatan penelitian meliputi  penentuan  waktu  dan  tempat  observasi  serta  melengkapi  kebutuhan  perizinan  yang  ditujukan  pada  tokoh masyarakat setempat. Selanjutnya pelaksanaan pengukuran aspek teknis sistem irigasi meliputi pengukuran laju aliran air pada  sistem  irigasi,  lebar  sistem  irigasi,  rata-rata  ketinggian  air  dalam  1  tahun,  serta  data  pendukung  lainnya  yang dibutuhkan dalam  tahap perancangan  desain  agar mampu  bekerja optimal  sesuai  dengan  kondisi  sistem  irigasi  daerah potensi. Selanjutnya kegiatan pengumpulan, pengolahan, serta analisis data dilakukan dengan menggunakan persamaan matematis  dan  data  yang  diperoleh  disajikan  dalam  bentuk  tabel  untuk  mempermudah  pada  tahap  selanjutnya  yaitu
JMEL, Volume 5 Nomor 1, 2021
penyusunan kesimpulan. Kesimpulan yang telah terbentuk selanjutnya digunakan sebagai dasar pada tahap perancangan ilustrasi desain unit micro submersible hydro power plant .
Metode  spesifik  yang  digunakan  dalam  kegiatan  pengukuran  laju  aliran  air  adalah  metode floating .  Metode  ini bermodalkan peralatan sehari-sehari sehingga secara langsung dapat direplikasi dengan mudah oleh berbagai kalangan masyarakat. Metode floating atau metode apung dapat memberikan data kelajuan aliran air pada sistem irigasi dengan bantuan benda apung, pita ukur/meteran, dan alat ukur waktu atau stopwatch . Mula-mula ditentukan dua titik amat pada sistem irigasi (titik amat 1 bagian hulu dan titik amat 2 bagian hilir) lalu diukur jaraknya menggunakan pita ukur atau meteran. Selanjutnya pengamat pada titik amat 1 yang berada di bagian hulu akan meletakkan benda apung pada bagian tengah aliran sehingga benda apung mengalir menuju titik amat 2 di bagian hilir. Pengamat pada titik amat 1 mengukur waktu dengan mengaktifkan stopwatch ketika benda apung melewati titik amat 1. Selanjutnya ketika benda apung telah melewati titik amat 2 maka pengamat di titik tersebut akan memberikan isyarat kepada pengamat 1 untuk menghentikan stopwatch . Tahap tersebut dilakukan berulang secara berkala untuk mendapatkan rata-rata laju aliran air.
Peralatan lain yang digunakan dalam pengukuran data penunjang pada sistem irigasi meliputi termometer untuk mengukur suhu aliran dan memastikan temperatur air cukup rendah untuk memberikan fungsi pendingin pada unit micro submersible hydro power plant , serta meteran atau pita ukur (>10m) untuk melakukan pengukuran luas sistem irigasi dalam tujuannya untuk menentukan jumlah unit micro submersible hydro power plant yang akan diimplementasikan.

## 2.2 Tahap Perancangan Ilustrasi Desain Unit Micro Submersible Hydro Power Plant
Tahap perancangan desain dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak sehingga memungkinkan penyajian desain dari berbagai sudut pandang dan secara 3 dimensi. Desain yang dibuat tersusun atas 2  jenis secara umum yaitu desain implementasi unit micro submersible hydro power plant pada sistem irigasi potensi serta desain unit micro submersible hydro power plant secara utuh dari berbagai sudut pandang. Seluruh desain dibuat menggunakan Google Sketchup 2018.
Penentuan potensi output daya listrik yang dihasilkan dari rencana implementasi micro submersible hydro power plant dapat dilakukan dengan memanfaatkan data yang dihasilkan pada proses observasi sistem irigasi dan dari hasil ilustrasi desain unit micro submersible hydro power plant yang telah dirancang. Potensi output daya listrik dapat diperoleh dengan melakukan kalkulasi daya menggunakan turunan persamaan energi kinetik. Persamaan dari turunan energi kinetik tersebut ditunjukkan pada Persamaan 1 di bawah ini.
𝑃 = 𝐶 𝑚 1 2 𝜌𝐴𝑣 3 (1)
𝑃 adalah output daya listrik dalam satuan Watt. 𝐶 𝑚 adalah koefisien mekanis dari kerja generator submersible . Generator submersible secara  umum  memiliki  nilai  koefisien  mekanis  sebesar  80%. 𝜌 adalah  densitas  air  dalam  satuan  kg/m 3 . Densitas air dapat diperoleh dengan pengukuran sampel air pada sistem irigasi maupun dengan menggunakan densitas air standar sebesar 997 kg/m 3 . 𝐴 adalah luas daerah tangkapan energi kinetik aliran air pada kincir dalam satuan m 2 . Luas tersebut dapat dianggap setara dengan luas lingkaran menggunakan ukuran jari-jari kincir pada unit micro submersible hydro power plant . 𝑣 adalah kecepatan aliran air pada sistem irigasi dalam satuan m/s yang diperoleh dari hasil observasi daerah potensi dengan metode floating .

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Konsep Kerja Dasar dan Desain Micro Submersible Hydro Power Plant
Micro  submersible  hydro  power  plant merupakan  pembangkit  listrik  skala  mikro yang bekerja dengan  memanfaatkan energi kinetik air pada sistem irigasi untuk memproduksi listrik. Micro submersible hydro power plant bekerja dengan cara ditenggelamkan dalam air sehingga aliran air akan memutar kincir yang selanjutnya diteruskan menuju generator submersible untuk mengonversi gerak mekanis dari kincir tersebut menjadi energi listrik. Tujuan penenggelaman unit micro submersible hydro power plant pada sistem irigasi selain guna mengonversi energi kinetik aliran air, juga dilakukan dengan  tujuan  untuk  meredam  kebisingan  akibat  kerja  generator  sehingga  dapat  diterapkan  pada  daerah  potensi  yang relatif berdekatan dengan pemukiman warga, serta untuk mendinginkan temperatur komponen generator submersible .
Micro submersible hydro power plant tersedia pada ukuran yang relatif kecil dengan bentuk konstruksi menyerupai balok berdimensi 50cm×75cm×50cm dan diameter kincir 35cm. Material dasar berupa kombinasi baja ringan dan stainless steel merupakan  bahan  utama  dari  kerangka  konstruksi micro  submersible  hydro  power  plant .  Ilustrasi  desain micro submersible hydro power plant tampak depan, belakang dan samping berturut-turut disajikan pada Gambar 1 , Gambar 2 , dan Gambar 3 .
Gambar 1. Desain Micro Submersible Hydro Power Plant (Tampak Depan)
Gambar 2. Desain Micro Submersible Hydro Power Plant (Tampak Belakang)
Gambar 3. Desain Micro Submersible Hydro Power Plant (Tampak Samping)
Micro submersible hydro power plant dirancang dengan mekanisme penyusutan diameter pada bagian depan unit. Hal tersebut dilakukan dengan cara memperkecil diameter kincir dan ukuran lubang aliran yang dilalui oleh air sebagaimana ditunjukkan pada ilustrasi tembus pandang pada Gambar 4 dan Gambar 5 . Dengan memperkecil diameter lubang aliran air pada bagian depan unit micro submersible hydro power plant maka aliran air yang menuju kincir akan bergerak dengan kecepatan yang lebih tinggi untuk memutar kincir dan menggerakkan generator submersible untuk menghasilkan listrik. Mekanisme  penyusutan  diameter  tersebut  dapat  dilakukan  khususnya  sebagai  upaya  mengoptimalkan  kerja micro submersible hydro power plant terutama pada sistem irigasi dengan kondisi aliran yang relatif lemah.

## 5 ISSN 2549-7197 (cetak), ISSN 2549-564X (online)
JMEL, Volume 5 Nomor 1, 2021
Gambar 4. Desain Micro Submersible Hydro Power Plant Tembus Pandang (Tampak Depan)
Gambar 5. Desain Micro Submersible Hydro Power Plant Tembus Pandang (Tampak Samping) (Sumber: Penulis, 2020)
Ukuran  konstruksi  yang  relatif  kecil  dan  dapat  diangkat  oleh  satu  orang  dewasa  memberikan  keuntungan  berupa kemudahan  pada  tahap  instalasi.  Proses  instalasi micro  submersible  hydro  power  plant dapat  dilakukan  tanpa  harus menghentikan aliran atau memasang fondasi permanen pada sistem irigasi terlebih dahulu. Sebagaimana ditunjukkan oleh ilustrasi implementasi  pada Gambar 6 , Gambar 7 , Gambar 8 , dan Gambar 9 , unit micro submersible hydro power plant dapat dihubungkan menggunakan rantai ataupun kawat khusus pada jembatan maupun bangunan yang cukup kokoh di sekitar sistem irigasi untuk menempatkan unit pada posisi yang diinginkan. Setiap unit micro submersible hydro power plant juga dilengkapi dengan mekanisme kait untuk menghubungkan satu unit dengan unit yang lain.
Gambar 6. Ilustrasi Implementasi pada Daerah Potensi Kalisonggo (Tampak Samping)
Gambar 7. Ilustrasi Implementasi pada Daerah Potensi Kalisonggo (Tampak Atas)
Gambar 8. Ilustrasi Implementasi pada Daerah Potensi Kalisonggo (Tampak Belakang)
Gambar 9. Ilustrasi Implementasi pada Daerah Potensi Kalisonggo (Tampak Depan)
Salah satu kendala atau hambatan yang mungkin ditemui pada tahap operasi (proses produksi listrik) micro submersible hydro power plant adalah adanya benda yang hanyut bersama aliran pada sistem irigasi. Benda tersebut sangat berpotensi dalam  merusak  kincir  hingga  menyumbat  putaran  kincir.  Untuk  menghindari  hal  tersebut,  maka  digunakan  metode preventif dengan memasang screen atau saringan berukuran lubang 1cm×1cm pada bagian depan unit micro submersible hydro  power  plant sebagaimana  ditunjukkan  oleh Gambar  10 .  Ukuran screen selanjutnya  dapat  disesuaikan  dengan melakukan pengamatan dan pengambilan sampel ukuran rata-rata benda yang ikut hanyut dalam aliran air.

## 7 ISSN 2549-7197 (cetak), ISSN 2549-564X (online) JMEL, Volume 5 Nomor 1, 2021
Gambar 10. Desain Micro Submersible Hydro Power Plant (Dengan Screen /Saringan)

## 3.2 Daerah Potensi Implementasi
Kalisonggo  merupakan  sistem  irigasi  berupa  sungai  kecil  yang  berlokasi  di  Kecamatan  Girimulyo,  Kabupaten  Kulon Progo,  Provinsi  Daerah  Istimewa  Yogyakarta.  Kalisonggo  yang  merupakan  anak  sungai  Kali  Progo,  digunakan  dan difasilitasi  oleh  warga  setempat  sebagai  irigasi  untuk  sektor  pertanian.  Kalisonggo  pada  penelitian  ini  dipilih  sebagai objek  observasi  serta  daerah  potensi  perdana  rencana  implementasi micro  submersible  hydro  power  plant .  Observasi lapangan  yang  dilakukan  di  Kalisonggo,  berlokasi  ±10m  arah  Selatan  dari  jembatan  penghubung  utama.  Kegiatan observasi dilakukan dengan interval waktu penelitian setiap 4 bulan sekali dalam kurun waktu 1 tahun yang bertujuan untuk mendapatkan data yang mewakili kondisi sistem irigasi Kalisonggo dalam kaitannya dengan perubahan musim dan cuaca di daerah tersebut.
Salah satu data penting yang menjadi dasar kalkulasi potensi energi listrik yang dapat dihasilkan dari implementasi micro submersible hydro power plant adalah data kecepatan aliran air pada sistem irigasi Kalisonggo. Dengan menggunakan metode floating (metode apung) maka akan diperoleh data kecepatan aliran air pada sistem irigasi dengan cara membagi jarak titik amat 1 (hulu) dan titik amat 2 (hilir) dengan waktu yang dibutuhkan benda apung untuk mengalir dari titik amat 1 ke titik amat 2. Untuk mendapatkan data yang representatif serta akurat, percobaan dilakukan sebanyak 5 kali sehingga diperoleh waktu rata-rata yang dibutuhkan benda apung untuk mengalir dari titik amat 1 ke titik amat 2. Benda apung yang digunakan adalah bola plastik yang ringan sehingga massa benda apung dapat diabaikan pada proses kalkulasi. Data yang diperoleh dari hasil pengukuran kecepatan dengan menggunakan metode floating pada bulan April 2019, Agustus 2019, dan Desember 2019 dapat disajikan pada Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1. Hasil Pengukuran Rata-rata Kecepatan Aliran Air Kalisonggo Metode Floating Tahun 2019 Bulan penelitian April Agustus Desember Jarak titik amat 1 dan 2 (meter) 10 10 10 Rata-rata waktu tempuh benda apung dari titik amat 1 ke titik amat 2 (detik) 6,06 5,61 5,49 Kecepatan aliran rata-rata (jarak/waktu) dalam m/s 1,65 1,78 1,82 Rata-rata kecepatan aliran air Kalisonggo 2019 (m/s) 1,75
Selain  data  kecepatan  aliran  air  pada  sistem  irigasi,  diperlukan  juga  data  penunjang  yang  dapat  digunakan  dalam memahami  potensi  sistem  irigasi  lebih  lanjut  sebagai  lokasi  implementasi  inovasi  teknologi micro  submersible  hydro power plant . Data penunjang tersebut di antaranya adalah suhu air pada sistem irigasi, tinggi permukaan air, dan lebar irigasi. Suhu air pada sistem irigasi perlu diketahui guna memastikan peran aliran air sebagai media penstabil temperatur generator submersible , khususnya dalam mencegah terjadinya overheat setelah generator beroperasi secara konstan pada durasi yang panjang. Suhu air pada irigasi yang diharapkan berada di sekitar suhu kamar khususnya pada saat cuaca terik di siang hari. Tinggi permukaan air pada sistem irigasi menjadi tolak ukur ketersediaan aliran air. Tinggi permukaan air khususnya di Indonesia relatif berubah sesuai dengan ketersediaan curah hujan. Pengukuran tinggi permukaan air pada
sistem irigasi Kalisonggo dilakukan dengan menggunakan batang ukur yang ditenggelamkan pada dasar irigasi. Tinggi permukaan air yang diharapkan berada pada level cukup tinggi sebagai indikasi ketersediaan aliran air yang baik sehingga seluruh unit micro submersible hydro power plant dapat terendam dan bekerja dengan optimal dalam menghasilkan listrik. Lebar irigasi digunakan sebagai acuan dasar dalam menentukan jumlah unit micro submersible hydro power plant yang akan diimplementasikan pada sistem irigasi potensi. Lebar irigasi dapat diukur menggunakan pita ukur atau meteran. Data penunjang pada sistem irigasi Kalisonggo disajikan pada Tabel 2 di bawah.
Tabel 2. Hasil Pengukuran Data Penunjang Sistem Irigasi Kalisonggo Tahun 2019 Bulan Penelitian April Agustus Desember Suhu air diukur pada siang hari (°C) 28 25,5 24 Tinggi permukaan air (cm) 93 131 185 Lebar irigasi (m) 8 8 8
Dengan memperhatikan lebar irigasi, maka dapat diketahui estimasi jumlah unit micro submersible hydro power plant yang  akan  diimplementasikan  beserta  desain  keseluruhan  rencana  implementasi.  Sebagaimana  telah  ditunjukkan  pada Gambar  6 , Gambar  7 , Gambar  8 ,  dan Gambar  9 ,  irigasi  potensi  Kalisonggo  mampu  menjadi  lokasi  implementasi sembilan unit micro submersible hydro power plant . Seluruh unit tersebut disusun menjajar dan dihubungkan satu unit dengan yang lain menggunakan mekanisme kait serta dihubungkan dengan menggunakan rantai atau kawat khusus pada jembatan yang tersedia di lokasi implementasi tersebut untuk memosisikan unit pada jarak yang diinginkan.
Tinggi  permukaan  air  berdasarkan  data Tabel  2 mampu  menunjukkan  hasil  yang  signifikan  dalam  menggambarkan kualitas ketersediaan air sepanjang tahun pada sistem irigasi Kalisonggo. Pada musim kemarau di bulan April, irigasi Kalisonggo berada pada level terendah yaitu 0,93m diukur dari dasar irigasi. Hal tersebut menunjukkan ketersediaan air akibat faktor perubahan cuaca tidak menjadi kendala pada rencana implementasi micro submersible hydro power plant pada sistem irigasi potensi Kalisonggo, karena dengan ukuran dan desain unit micro submersible hydro power plant yang telah disajikan pada Gambar 1 , Gambar 2 , dan Gambar 3 , ketinggian permukaan air tersebut masih mampu merendam unit secara keseluruhan sehingga mampu memproduksi listrik secara konstan.
Suhu air pada irigasi Kalisonggo relatif berubah sesuai dengan cuaca harian pada saat dilaksanakannya penelitian, namun pada cuaca terik di bulan April, aliran air pada daerah tersebut berada pada titik tertinggi yaitu 28°C. Temperatur tertinggi yang  didapatkan  pada  bulan  April  tersebut,  masih  berada  pada  rentang  kondisi  suhu  yang  efisien  dalam  upaya mengoptimalkan kerja generator submersible khususnya sebagai penstabil temperatur komponen.

## 3.3 Potensi Output Daya Listrik dan Mekanisme Distribusi
Dengan menggunakan Persamaan 1 maka data kecepatan aliran air sistem irigasi Kalisonggo yang diperoleh dari hasil observasi lapangan menggunakan metode floating dan desain ukuran jari-jari kincir micro submersible hydro power plant , dapat dimasukkan ke dalam persamaan tersebut. Proses kalkulasi dengan memasukkan data-data tersebut dapat dilihat pada Persamaan 2 di bawah ini.
𝑃 = 0,8 × 0,5 × 997 × (𝜋(0,175) 2 ) × (1,75) 3 = 205,634162 𝑊𝑎𝑡𝑡 (2)
Hasil daya yang dihasilkan melalui kalkulasi sebagaimana ditunjukkan pada Persamaan 2 merupakan hasil potensi daya listrik yang dihasilkan oleh 1 unit micro submersible hydro power pada irigasi Kalisonggo. Selanjutnya guna mengetahui total potensi daya listrik yang dihasilkan oleh seluruh unit micro submersible hydro power plant pada irigasi Kalisonggo, maka hasil daya yang dihasilkan oleh 1 unit micro submersible hydro power plant perlu dikalikan dengan jumlah seluruh unit yang akan diimplementasikan. Hasil kalkulasi potensi daya total 9 unit micro submersible hydro power plant yang akan diimplementasikan pada sistem irigasi Kalisonggo ditunjukkan pada Persamaan 3 di bawah ini.
𝑃 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 205,634162 × 9 𝑈𝑛𝑖𝑡 = 1.850,7 𝑊𝑎𝑡𝑡 (3)
Dengan potensi output daya total sebesar 1.850,7Watt melalui rencana implementasi inovasi teknologi micro submersible hydro power plant pada sistem irigasi potensi Kalisonggo, maka jumlah  tersebut mampu menyuplai daya listrik secara konstan  kepada  2  rumah  pengguna  di  sekitar  daerah  implementasi  berkapasitas  masing-masing  900VA.  Atau  dengan kapasitas sebanding, mampu memberikan kontribusi suplai daya listrik untuk keperluan penerangan jalan umum (PJU) di sekitar  daerah  potensi  Kalisonggo.  Untuk  PJU  dengan  kapasitas  daya  1  unit  sebesar  100  Watt,  maka  proyek  rencana implementasi  inovasi  teknologi micro  submersible  hydro  power  plant mampu  memberikan  suplai  daya  listrik  secara konstan kepada 18 unit PJU di sekitar area implementasi.

## 9 ISSN 2549-7197 (cetak), ISSN 2549-564X (online)

## JMEL, Volume 5 Nomor 1, 2021
Jenis arus dan mekanisme distribusi hasil produksi listrik micro submersible hydro power plant pada daerah potensi lain dapat  disesuaikan  dengan  kondisi  geografis  daerah  target  dan  kebutuhan  setempat.  Pada  daerah  target  dengan  sistem irigasi yang berlokasi jauh dari pusat beban maupun pada daerah dengan pemukiman warga yang tersebar, maka generator dengan output DC dapat diterapkan untuk pengisian daya baterai sehingga memudahkan proses pendistribusian produksi listrik. Sementara untuk daerah dengan sistem irigasi berdekatan dengan pusat beban serta pemukiman warga terpusat pada suatu lokasi, maka generator dengan jenis AC dapat diterapkan sehingga hasil produksi listrik dapat dihubungkan langsung dengan rumah pengguna.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dan diskusi yang telah disusun pada bagian sebelumnya, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:
1. Micro  submersible  hydro  power  plant merupakan  pembangkit  listrik  skala  mikro  yang  bekerja  dengan memanfaatkan energi kinetik air pada sistem irigasi untuk memproduksi listrik. Micro submersible hydro power plant bekerja  dengan  cara  ditenggelamkan  dalam  air  sehingga  aliran  air  akan  memutar  kincir  yang  selanjutnya diteruskan menuju generator submersible untuk mengonversi gerak mekanis dari kincir tersebut menjadi energi listrik. Aliran air berperan dalam meredam suara bising akibat kerja generator submersible serta sebagai penstabil temperatur komponen guna mencegah terjadinya overheat akibat beroperasi konstan pada durasi yang panjang.
2. Dengan konstruksi berbentuk balok berukuran 50cm×75cm×50cm serta berbahan dasar kombinasi baja ringan dan stainless steel , micro submersible hydro power plant mampu dipasang dengan mudah pada sistem irigasi potensi tanpa melakukan pembendungan terlebih dahulu guna menghentikan aliran air ataupun membuat konstruksi secara permanen  melainkan  instalasi  dilakukan  dengan  bantuan  rantai  atau  kawat  khusus  yang  dihubungkan  pada konstruksi kokoh di sekitar lokasi implementasi serta terkoneksi satu unit dengan yang lain dengan menggunakan sistem kait agar unit micro submersible hydro power plant berada pada posisi yang diinginkan. Dalam mencegah terjadinya  kerusakan  akibat  tersumbat  oleh  benda  yang  ikut  hanyut  dalam  aliran  irigasi  maka  dapat  dilakukan tindakan preventif dengan cara memasang screen /jaring dengan ukuran lubang 1cm×1cm atau disesuaikan dengan ukuran rata-rata benda yang hanyut pada aliran air suatu sistem irigasi potensial.
3. Sistem irigasi potensi Kalisonggo yang terletak di Kecamatan Girimulyo, Kabupaten Kulon Progo, Provinsi Daerah Istimewa  Yogyakarta  merupakan  daerah  potensi  perdana  dalam  rencana  implementasi  inovasi  teknologi micro submersible  hydro  power  plant .  Kalisonggo  memiliki  potensi  energi  kinetik  aliran  air  dengan  kecepatan  aliran 1,75m/s yang telah diukur menggunakan metode floating serta ketinggian level air terendah 0,93m pada saat musim kemarau yang menunjukkan ketersediaan air dengan kategori layak untuk proyek implementasi micro submersible hydro power plant . Kalisonggo dapat menjadi lokasi implementasi  9 unit micro submersible hydro power plant dengan potensi output daya listrik dari hasil konversi energi kinetik aliran air keseluruhan unit sebesar 1.850,7Watt sehingga  mampu  menyuplai  keperluan  listrik  baik  untuk  penerangan  jalan  umum  maupun  keperluan  rumah pengguna dengan fleksibilitas skema distribusi yang ditentukan berdasarkan pada lokasi geografis daerah potensi serta  target  dari  proyek  implementasi micro  submersible  hydro  power  plant sebagai  upaya  mewujudkan kemandirian energi listrik nasional.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih penulis ucapkan kepada segenap pihak yang telah mendukung proses penelitian  ini terkhusus pada tahap observasi lapangan yang dilakukan pada sistem irigasi potensi Kalisonggo yakni Bapak/Ibu Ketua RT dan RW setempat yang telah memberikan izin dilakukannya kegiatan penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Azad, A. S., Rahman, M. S. A., Watada, J., Vasant, P., dan Vintaned, J. A. G. (2020). Optimization of The Hydropower Energy Generation Using Meta-Heuristic Approaches: A Review. Energy Reports 6(2020) Hal 2230-2248.
Badan Pusat Statistik. (2019). Rasio Elektrifikasi . Jakarta.
Climate  Transparency.  (2018). Brown  to  Green:  Transisi  G20  Menuju  Ekonomi  Rendah  Karbon .  Jakarta.  Diunduh melalui http://iesr.or.id/pustaka/brown-to-green-transisi-g20-menuju-ekonomi-rendah-karbon/.
Dewan Energi Nasional. (2017). Outlook Energi Indonesia 2017 . Jakarta. Diunduh melalui https://www.esdm.go.id/assets /media/content/content-outlook-energi-indonesia-2017-bahasa-indonesia-.pdf.
Dewan Energi Nasional. (2019). Outlook Energi Indonesia 2019 . Jakarta. Diunduh melalui https://www.esdm.go.id/assets /media/content/content-outlook-energi-indonesia-2019-bahasa-indonesia.pdf.
Direktorat Jenderal Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi (Ditjen EBTKE). (2019). Berikut Stategi Pemerintah Dalam Pengembangan EBT, Menuju Kemandirian Energi Nasional . Diakses melalui http://ebtke.esdm.go.id/post/ 2019/10/17/2369/berikut.strategi.pemerintah.dalam.pengembangan.ebt.menuju.kemandirian.energi.nasional/.
Direktorat  Jenderal  Energi  Baru  Terbarukan  dan  Konservasi  Energi  (Ditjen  EBTKE).  (2020). Perkuat  Ketahanan Ekonomi, Porsi EBT Ditargetkan 13,4 Persen pada 2020 . Diakses melalui http://ebtke.esdm.go.id/post/2020/02/07 /2472/perkuat.ketahanan.ekonomi.porsit.ebt.ditargetkan.134.persen.pada.2020/.
Institute  for  Essential  Services  Reform  (IESR).  (2017). Energi  Terbarukan:  Energi  untuk  Kini  dan  Nanti .  Jakarta. Diunduh melalui http://iesr.or.id/pustaka/seri10p-energi-kini-dan-nanti/.
Institute for Essential Services Reform (IESR). (2019). Akses Energi yang Berkelanjutan untuk Masyarakat Desa: Status, Tantangan,  dan  Peluang .  Jakarta.  Diakses  melalui  http://iesr.or.id/wp-content/uploads/2019/05/Proceeding-PE- 11.pdf.
Kementerian Desa, Pembangunan Daerah Tertinggal, dan Transmigrasi (KDPDTT). (2016). Buku Teknis Membangun Saran dan Prasarana Elektrifikasi Desa . Jakarta. Diunduh melalui https://kedesa.id/id_ID/repository/buku-teknis- membangun-sarana-dan-prasarana-elektrifikasi-desa/.
Kementerian  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral  (KESDM).  (2016). Jurnal  Energi:  Program  Strategis  EBTKE  dan Ketenagalistrikan, 2016(02) . Jakarta. https://www.esdm.go.id/assets/media/content/FIX2_Jurnal_Energi_Edisi_2 _17112016(1).pdf.
Kementerian  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral  (KESDM).  (2016). Prakiraan  Penyediaan  dan  Pemanfaatan  Energi Skenario Optimalisasi EBT Daerah . Jakarta. Diunduh melalui  https://www.esdm.go.id/assets/media/content/con tent-skenario-penyediaan-dan-pemanfaatan-energi-skenario-optimalisasi-ebt-daerah-.pdf.
Pemerintah Indonesia. (2017). Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 22 Tahun 2017 Tentang Rencana Umum Energi Nasional . Lembaga Negara RI, No. 43. Sekretariat Negara. Jakarta.