## Studi Analisis Pengaruh Debit Air Terhadap Daya yang dihasilkan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) di Kecamatan IV Nagari Bayang Utara
Analysis Study of Water Discharge Influence Towards the Power that Resulting from Micro Hydro Power Plant in The District IV Nagari of North Bayang

## Nasrul
Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang Kampus Limau Manis Padang Telp. 0751-72590 Fax. 0751-72576

## Abstract
In  the  district  IV  Nagari  of  North  Bayang  there  are  rivers  that  have  a  large  water  flow.  Given  its geographical position, these rivers has a large enough height difference. These rivers provide great opportunities for the development of electric energy generation in microscale powerplants.
This District only have 2 villages that reserved the electricity, while others not covered due to the difficult path impassable and distances. So as to provide the electricity needs of society, the government in collaboration with the PNPM Mandiri established several microhydro powerplants (PLTMH), because of the potential for water in this place is quite large and abundant.
PLTMH in this District is among PLTMH Muaro Aie 72.5 kW, PLTMH Pulai Indah 60 kW, PLTMH Bayang Janiah 15 kW, PLTMH Pancuang Taba 75 kW, PLTMH Limau-Limau 25 kW and PLTMH Ngalau Gadang 25 kW. By doing this analysis study can be known the potential of water flow on the PLTMH Muaro Aie and Pulai Indah. Due to the large potential of water flow present then the power raised also will be bigger, and new plants can be built or added to distribute the power to other areas that have not been fed by electrical energy.

## Keywords: Mycrohydro, Powerplant, Electrical  Energy

## PENDAHULUAN
Pada  saat  sekarang  ini,  energi  listrik adalah kebutuhan  yang sangat  penting bagi kehidupan rakyat banyak. Namun pada saat ini  masih  terdapat  daerah  yang  belum mendapatkan  suplai  energi  listrik  ini, sehingga  pemerintah  terus  berupaya  untuk membangun  pembangkit  listrik  baik  yang mempunyai daya besar maupun pembangkit yang berskala kecil.
Dikarenakan  pada  Kecamatan  IV Nagari  Bayang  Utara  terdapat  energi potensi  air  yang  cukup  besar,  maka pemerintah  daerah  membangun  beberapa PLTMH untuk mencukupi kebutuhan listrik masyarakat, karena masih terdapat beberapa kampung yang tidak teraliri oleh listrik dari PLN.
Pada  Kecamatan  IV  Nagari  Bayang Utara  ini  terdapat  6  buah  PLTMH  dengan daya  kurang  dari  100  kW.  Diantaranya
adalah PLTMH Limau-Limau yang berdaya sebesar  25  kW,  PLTMH  Pancuang  Taba yang  berdaya  sebesar  75  kW,  PLTMH Ngalau  Gadang  berdaya  sebesar  25  kW, PLTMH  Muaro  Aie  berdaya  sebesar  72,5 kW,  PLTMH  Pulai  Indah  berdaya  sebesar 60  kW,  dan  PLTMH  Bayang  Janiah berdaya sebesar 15 kW.
Tetapi  untuk  saat  ini  hanya  dibahas dua PLTMH saja, yaitu PLTMH Muaro Aie dan  Pulai  Indah.  PLTMH  Muaro  Aie, dibangun tahun 2008-2009 dengan daya 40 kW.  Karena  tidak  dapat  mencukupi kebutuhan  listrik  masyarakat,  maka  diganti dengan  daya  yang  lebih  besar  yaitu  72,5 kW  pada  Oktober  2014  dan  selesai  Juni 2015.  PLTMH  Pulai  Indah  dibangun  tahun 2006,  lalu  rusak  karena  tertimbun  lonsor pada  Juni  2013  dan  aktif  lagi  pada  tahun 2014.
Dikarenakan  kedua  kampung  ini terletak  sangat  jauh,  sehingga  daerah  ini tidak  terjangkau  oleh  jaringan  listrik  PLN, dengan  demikian  pemerintah  Kabupaten Pesisir  Selatan  bersama  PNPM  Mandiri, berinisiatif untuk membangun PLTMH agar kebutuhan listrik masyarakat dapat terpenuhi  walaupun  tidak  dapat  dialaliri listrik  PLN.  Kondisi  kedua  wilayah  pada saat  ini  terdapat  potensi  air  yang  sangat berlimpah,  sehingga  apabila  dibangun PLTMH  baru  maka  tidak  akan  mengalami kekurangan air jika besar debit air yang ada disesuaikan dengan  yang dibutuhkan turbin dan generator.
Penelitian ini akan membahas tentang kondisi  beberapa  PLTMH  yang  ada  di Kecamatan  IV  Nagari  Bayang  Utara, Kabupaten  Pesisir  Selatan,  yaitu  Nagari Muaro  Aie  dan  Pulai  Indah.  Untuk  daya keluaran  nominal  saat  ini  pada  masing- masing  PLTMH  di  Kecamatan  IV  Nagari Bayang  utara  ini  sudah  cukup  besar,  pada PLTMH  Muaro  Aie  dapat  menghasilkan daya  sebesar  72,5  kW  dan  PLTMH  Pulai Indah mampu membangkitkan daya sebesar 60 kW.
Dengan  dilakukannya  penelitian  ini dapat  dihitung  berapa  besar  potensi  dari segi  debit  yang  ada  pada  ketiga  daerah tersebut,  apakah  potensi  airnya  masih cukup  besar,  sehingga  bisa  diciptakan  atau dibangkitkan energi baru dengan menambah  generator  atau  membangun PLTMH baru.

## Definisi PLTMH
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikro- hidro (PLTMH), biasa disebut mikro-hidro, adalah  suatu  pembangkit  listrik  skala  kecil yang  menggunakan  tenaga  air  sebagai penggeraknya,  misalnya  saluran  irigasi, sungai  atau  air  terjun  alam,  dengan  cara memanfaatkan  tinggi  terjunnya (head, dalam  meter)  dan  jumlah  debit  airnya (m3/detik).  Pembangkit  Listrik  Tenaga Mini Hidro (PLTMH).
Prinsip kerja PLTMH adalah memanfaatkan beda tinggi dan jumlah debit air  per  detik  yang  ada  pada  aliran  atau
sungai.  Air  yang  mengalir  melalui intake dan  diteruskan  oleh  saluran  pembawa hingga  p enstock ,  akan  memutar  poros turbin sehingga menghasilkan energi mekanik. Turbin air akan memutar generator dan menghasilkan listrik.
Berikut  ini  adalah  bentuk  dari konstruksi  PLTMH  secara  keseluruhan, serta  gambar  bagian intake PLTMH,  dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1. Bagan sebuah PLTMH
Komponen PLTMH 1. Bendungan ( weir ) Bendungan berfungsi
untuk menaikkan  /  mengontrol  tinggi  air  sungai sehingga  air  dapat  dialihkan  kedalam intake .  Bendungan  terdiri  dari  beberapa bagian, diantaranya :
a. Sayap Bendung ( wings wall )
b. Penahan Gerusan
c. Pintu Gerusan dan Saluran Penguras ( flushing gate and flushing canal )
d. Bangunan Pengalih ( intake )
e. Saluran Pengalih ( intake channel )
f. Pintu intake
2. Saluran Pembawa ( headrace )
Merupakan saluran yang mengalirkan air  dari  saluran intake menuju  pipa  pesat dengan menjaga ketinggian muka airnya.Tipe  Saluran  Pembawa  biasanya sangat  tergantung  pada  kondisi  topografi geologi  daerah  yang  dilewati,  dan  dapat berupa  saluran  terbuka,  pipa  ataupun terowongan.
3. Bak pengendap ( settling basin ) Bak  pengendap  ini  biasanya  seperti kolam  yang  dibuat  dengan  memperdalam dan memperlebar sebagian saluran
pembawa dan menambahnya dengan saluran penguras. Fungsimya untuk mengendapkan  pasir  dan  kotoran  yang hanyut  sehingga  air  yang  masuk  keturbin relatif bersih.
4. Bak Penenang ( forebay) Bak  Penenang  ( forebay )  terletak diujung  saluran  pembawa.  Fungsi  bak penenang  secara  kasar  ada  dua  jenis  yaitu mengontrol perbedaan debit dalam penstock dengan  saluran  pembawa  karena  fluktuasi beban  dan  pemindahan  sampah  terakhir (tanah  dan  pasir,  kayu  yang  mengapung, dll.) dalam air yang mengalir.
5. Pipa pesat ( penstock )
Pipa  pesat  dapat  terbuat  dari  logam atau plastik dengan diameter yang berbeda- beda.  Pipa  pesat  ini  berfungsi  untuk mengalirkan  air  dari  bendungan  menuju rumah turbin.
6. Turbin  dan  generator (  turbine  and generator )
Turbin mengubah atau mengkonversikan  energi potensial  air
menjadi  energi  mekanik  berupa  putaran poros  turbin.  Putaran  poros  turbin  ini  yang akan  diteruskan  untuk  memutar  poros generator.Turbin berfungsi untuk mengkonversi  energi  aliran  air  menjadi energi  putaran  mekanis.  Bentuk  dari  turbin dan  generator  pada  sebuah  PLTMH terdapat pada gambar 2 berikut ini.
(a) (b)
Gambar 2. Turbin dan Generator
Jenis-jenis  turbin  yang  dipergunakan  di bidang  teknik  hidroslistrik  pada  saat  ini, adalah :
a. Turbin Francis
b. Turbin Pelton
c. Turbin baling-baling dan Kaplan
d. Turbin Turgo
e. Turbin Crossflow atau Bank.
7. Rumah Pembangkit ( power house ) Rumah  pembangkit  dibangun  untuk menampung  dan  melindungi  peralatan turbin  dan  generator  (dinamo)  dari  orang yang  tidak  berkepentingan  dan  dari kerusakan  yang  mungkin  timbul  akibat cuaca. Di dalam rumah turbin biasanya juga terdapat tempat untuk swith board , transformer (  jika  diperlukan)  dan  area untuk  pekerjaan  pemeliharaan  termasuk lemari/rak untuk peralatan dan suku cadang. 8. Saluran pembuang (tail race)
Saluran  pembuang  mengalirkan  air dari  turbin  kembali  ke  sungai.  Saluran pembuang  perlu  didesain  cukup  luas  agar air  buangan  turbin  dapat  mengalir  dengan aman.  Dinding  pengaman  pada  sungai  dan posisi ketinggian lantai rumah turbin dibuat cukup  tinggi,  yaitu  di  atas  tinggi  muka  air maksimum pada saat banjir. Perlu diperhatikan  erosi  dan  endapan  dalam saluran  pembuang.  Erosi  dapat  berbahaya untuk stabilitas bangunan.

## Prinsip Kerja PLTMH
Pembangkit Listrik Tenaga
Mikrohidro  pada  prinsipnya  memanfaatkan beda  ketinggian  dan  jumlah  debit  air  per detik  yang  ada  pada  aliran  air  saluran irigasi,  sungai  atau air terjun.  Aliran air ini akan  memutar  poros  turbin  sehingga menghasilkan  energi  mekanik.  Energi  ini selanjutnya  menggerakkan  generator  dan menghasilkan listrik. Pembangunan PLTMH perlu diawali dengan pembangunan  bendungan  untuk  mengatur aliran  air  yang  akan  dimanfaatkan  sebagai tenaga  penggerak  PLTMH.  Bendungan  ini dapat  berupa  bendungan  beton  atau bendungan beronjong.
Bendungan  perlu  dilengkapi  dengan pintu  air  dan  saringan  sampah  untuk mencegah  masuknya  kotoran  atau  endapan lumpur.Bendungan  sebaiknya  dibangun pada  dasar  sungai  yang  stabil  dan  aman terhadap banjir.
Di dekat bendungan dibangun bangunan  pengambilan  ( intake ).  Kemudian dilanjutkan  dengan  pembuatan  saluran penghantar  yang  berfungsi  mengalirkan  air
dari intake. Saluran  ini  dilengkapi  dengan saluran  pelimpah  pada  setiap  jarak  tertentu untuk  mengeluarkan  air  yang  berlebih. Saluran  ini  dapat  berupa  saluran  terbuka atau  tertutup.  Di  ujung  saluran  pelimpah dibangun  kolam  pengendap.  Kolam  ini berfungsi  untuk  mengendapkan  pasir  dan menyaring  kotoran  sehingga  air  yang masuk  ke  turbin  relatif  bersih.  Saluran  ini dibuat dengan memperdalam dan memperlebar saluran penghantar dan menambahnya  dengan  saluran  penguras. Kolam  penenang  ( forebay )  juga  dibangun untuk  menenangkan  aliran  air  yang  akan masuk  ke  turbin  dan  mengarahkannya masuk  ke  pipa  pesat  ( penstok ).  Saluran  ini dibuat  dengan  konstruksi  beton  dan berjarak  sedekat  mungkin  ke  rumah  turbin untuk menghemat pipa pesat.
Pipa  pesat  berfungsi  mengalirkan  air sebelum  masuk  ke  turbin.  Dalam  pipa  ini, energi  potensial  air  di  kolam  penenang diubah  menjadi  energi  kinetik  yang  akan memutar  roda  turbin.  Biasanya  terbuat  dari pipa  baja  yang  dirol,  lalu  dilas.Untuk sambungan antar pipa digunakan flens . Pipa ini  harus  didukung  oleh  pondasi  yang mampu menahan beban statis dan dinamisnya.  Pondasi  dan  dudukan  ini diusahakan  selurus  mungkin,  karena  itu perlu  dirancang  sesuai  dengan  kondisi tanah. Turbin,  generator dan sistem kontrol masing-masing  diletakkan  dalam  sebuah rumah  yang  terpisah.  Pondasi  turbin- generator  juga  harus  dipisahkan  dari pondasi rumahnya.
Tujuannya  adalah  untuk  menghindari masalah akibat getaran. Rumah turbin harus dirancang  sedemikian  agar  memudahkan perawatan  dan  pemeriksaan.  Setelah  keluar dari  pipa  pesat,  air  akan  memasuki  turbin pada  bagian  inlet.  Di  dalamnya  terdapat guided  vane untuk  mengatur  pembukaan dan penutupan turbin serta mengatur jumlah air yang masuk ke runner/blade (komponen utama turbin).
Runner terbuat  dari  baja  dengan kekuatan  tarik  tinggi  yang  dilas  pada  dua buah  piringan  sejajar.  Aliran  air  akan memutar runner dan  menghasilkan  energi
kinetik  yang  akan  memutar  poros  turbin. Energi  yang  timbul  akibat  putaran  poros kemudian ditransmisikan ke generator. Seluruh  sistem  ini  harus balance .  Turbin perlu    dilengkapi casing yang  berfungsi mengarahkan  air  ke runner .  Pada  bagian bawah  casing  terdapat  pengunci  turbin. Bantalan  ( bearing )  terdapat  pada  sebelah kiri  dan  kanan  poros  dan  berfungsi  untuk menyangga  poros  agar  dapat  berputar dengan lancar.
Daya  poros  dari  turbin  ini  harus ditransmisikan  ke  generator  agar  dapat diubah  menjadi  energi  listrik.Generator yang  dapat  digunakan  pada  mikrohidro adalah  generator  sinkron  dan  generator induksi.  Sistem  transmisi  daya  ini  dapat berupa  sistem  transmisi  langsung  (daya poros  langsung  dihubungkan  dengan  poros generator  dengan  bantuan  kopling),  atau sistem  transmisi  daya  tidak  langsung,  yaitu menggunakan  sabuk  atau belt untuk memindahkan  daya  antara  dua  poros sejajar. Keuntungan sistem transmisi langsung  adalah  lebih  kompak,  mudah dirawat,  dan  efisiensinya  lebih  tinggi. Tetapi sumbu poros harus benar-benar lurus dan  putaran  poros  generator  harus  sama dengan kecepatan putar poros turbin.
Masalah  ketidaklurusan  sumbu  dapat diatasi  dengan  bantuan  kopling  fleksibel. Gearbox dapat digunakan untuk mengoreksi rasio kecepatan putaran. Sistem transmisi  tidak  langsung  memungkinkan adanya variasi dalam penggunaan generator secara  lebih  luas  karena  kecepatan  putar poros  generator  tidak  perlu  sama  dengan kecepatan  putar  poros  turbin.  Jenis  sabuk yang  biasa  digunakan  untuk  PLTMH  skala besar  adalah  jenis flat  belt ,  sedang V-belt digunakan untuk skala di bawah 20 kW.

## METODOLOGI

## Proses Pengambilan Data
1. Tempat dan Waktu  Tempat
Ada  2  PLTMH  yang  akan  dijadikan bahan  studi  analisis  kali  ini,  yang terdapat pada tempat-tempat berikut :
1. PLTMH Muaro Aie PLMTH ini berada di Nagari Muaro Aie,  Kecamatan  IV  Nagari  Bayang Utara,  Kabupaten  Pesisir  Selatan, Sumatera Barat.
2. PLTMH Pulai Indah PLMTH ini berada di Nagari Limau Puruik, Kecamatan IV Nagari
Bayang  Utara,  Kabupaten  Pesisir Selatan, Sumatera Barat.
 Waktu Proses  pengambilan  data  pada  tiap-tiap PLTMH  tersebut  dilakukan  pada  waktu yang berbeda-beda, yaitu :
1. Pengambilan  data  pada  PLTMH Muaro  Aie  dilakukan  pada  rabu, tanggal  12  Agustus  2015,  pada  jam 16.00 WIB
2. Pengambilan  data  pada  PLTMH Pulai  Indah  dilakukan  pada  hari rabu, tanggal 12 Agustus 2015, pada jam 07.30 WIB
2. Teknik Pengumpulan Data
Untuk  teknik  pengumpulan  data  ini, dilakukan  dalam  beberapa  tahap,  dengan cara  pengambilan  data  berdasarkan  hal-hal berikut :
a. Ukuran bak penenang
b. Ketinggian jatuh air
c. Debit air PLTMH
d. Generator yang digunakan
e. Panel kontrol.
3. Pengumpulan Data Pada saat pengumpulan data, dilakukan  pengukuran  terhadap,  ketinggian jatuh  air  hingga  menuju  turbin,  panjang, lebar  dan  tinggi  dari  bak  penenang PLTMH,  debit  air  masukan  PLTMH,  jenis generator  yang  digunakan  pada  PLTMH tersebut,  serta  bentuk  panel  kontrolnya. Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan,  maka diperoleh hasil sebagai berikut :
 Debit air Debit  air  adalah  jumlah  air  yang mengalir  melalui  suatu  penampang tertentu  persatuan  waktu.  Debit  andalan adalah  debit  yang  selalu  tersedia sepanjang  tahun.  Dalam  penelitian  ini debit  andalan  merupakan  debit  yang
memiliki probabilitas 80%. Debit dengan probabilitas  80%  adalah  debit  yang memiliki kemungkinan terjadi di bendung  sebesar  80%  dari  100% kejadian. Jumlah kejadian yang dimaksud  adalah  jumlah  data  yang digunakan untuk menganalisis probabilitas tersebut. Ada beberpa hal yang dapat mempengaruhi  jumlah  debit  air  suatu PLTMH, antara lain sebagai berikut :
1. Curah hujan, merupakan sumber air yang  berasal  dari  sungai.  Besarnya curah hujan suatu wilayah ditentukan oleh intensitas hujan dan lamanya  hujan  serta  luas  wilayah tersebut.
2. Penambahan air tanah dan kelembapan tanah, hal ini
dipengaruhi oleh :
a) Luas dan bentuk tanah
b) Keadaan wilayah
c) Faktor geologi d) Faktor  meteorologi,  hal  ini meliputi kelembapan, suhu udara, dan kecepatan angin.
 Ketinggian jatuh air Penentuan  tinggi  jatuh  efektif  dapat diperoleh  dengan  mengurangi  tinggi jatuh  total  (dari  permukaan  air  sampai permukaan  air  saluran  bawah)  dengan kehilangan  tinggi  pada  saluran  air. Tinggi  jatuh  penuh  adalah  tinggi  air yang kerja efektif saat turbin air berjalan. Ada  beberapa  cara  untuk  dapat mengetahui tinggi jatuh air PLTMH dari bak penenang menuju turbin, yaitu :
1. Metode Selang transparan
2. Metode waterpass
3. Metode altimeter
4. Metode meteran pandang.
Untuk  pengukuran  tinggi  jatuh  air kali ini pada ketiga PLTMH yang ada di Kecamatan  IV  Nagari  Bayang  Utara hanya  menggunakan  metode  meteran pandang,  hal  ini  dikarenakan  alat  dan perlengkapan yang kurang memadai.
 Ukuran bak penenang Bak  penenang  ( headtank )  berfungsi sebagai  pengatur  perbedaan  keluaran  air
antara  headrace  dan  penstock.Selain  itu dipakai  juga  untuk  pemisahan  akhir kotoran yang ada dalam air, seperti pasir, kayu  dll,  sehingga  ada  2  tahap penyaringan.
Berikut adalah data tabel ukuran bak penenang  dariketiga  PLTMH,  yaitu PLTMH  Muaro  Aie,  Pulai  Indah,  dan Bayang Janiah.
Tabel 1. ukuran bak penenang PLTMH Muaro Aie
No.  Uraian
Simbol  Satuan  Ket. 1 Panjang bak penenang P m 9,15 2 Lebar  bak penenang L m 1,9 3 Tinggi bak penenang T m
2,2
Tabel  2. ukuran  bak  penenang  PLTMH  Pulai
Indah No.  Uraian Simbol  Satuan  Ket. 1 Panjang bak penenang P m 7 2 Lebar  bak penenang L m 2 3 Tinggi bak penenang T m 2,5
 Generator yang digunakan Generator  adalah  sebuah  alat  yang digunakan  untuk  mengubah  daya  gerak menjadi  daya  listrik.Untuk  sistem  mikro hidro  ini  kami  menggunakan  generator tak-serempak,  baik  untuk  sistem fixed- speed maupun sistem variable speed .
 Panel Kontrol Panel  kontrol  merupakan  rangkaian beberapa  alat  listrik  yang  pada  dasarnya berfungsi  sebagai  system  pengontrolan. Sistem  kontrol  ini  bertugas  untuk mengatur  kompensasi  beban  untuk menyeimbangkan  beban  dengan  besar daya  output  generator.  Sistem  ini melindungi  generator  dan  turbin  dari
kelebihan  beban  apabila  terjadi  drop tegangan.
Pada  panel  kontrol  ini  juga  terdapat beberapa  alat  ukur,  seperti  alat  ukur tegangan,  arus  dan  frekuensi  serta  juga terdapat MCB dan lampu tanda. Apabila beban  berkurang  sedangkan  daya  yang dihasilkan  generator  tetap,  maka  nilai tegangan  yang  terdapat  pada  alat  ukur voltmeter  naik.  Untuk  mencegah  terjadi panas  yang  berlebihan  dan  kerusakan, maka perlu dilakukan juga pengontrolan air yang masuk ke turbin.

## Data Hasil Survey
Di  bawah  ini  terdapat  data  peralatan dan  perlengkapan  PLTMH  Muaro  Aie, PLTMH  Pulai  Indah  dan  PLTMH  Bayang Janiah.

## 1. PLTMH Muaro Aie
Untuk  data  pengukuran  yang  diperoleh, dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel  3.  Data  hasil  survey  pada  PLTMH
Muaro Aie No Uraian Simbol  Satuan Ket. 1 Panjang bak penenang p b M 9,15 2 Lebar bak penenang l b M 1,9
3 Tinggi bak penenang t b M 2,2 4 Tinggi jatuh air H M 21 5 Panjang pipa pesat p p M 95,6
6 Diameter pipa pesat d p M 0,5 7 Daya terukur P W 12.9 00 8 Tegangan terukur V V 220 9 Arus terukur I A 10 Tinggi air bak penenang t (air bak) M 2,1
11 Tinggi saluran t s M 0,8
12 Lebar saluran l s M 0,4
13 Tinggi air saluran t (air saluran) M 0,4

## 2. PLTMH Pulai Indah
Setelah  melakukan  survey  pada  PLTMH Pulai  Indah,  diperoleh  beberapa  data pengukuran, dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel  4.  Data  hasil  survey  pada  PLTMH Pulai Indah No.  Uraian Simbol Satuan Ket. 1 Panjang bak penenang p b
M 7 2 Lebar bak penenang l b M 2 3 Tinggi bak penenang t b M 2,5 4 Tinggi jatuh air H M 18 5 Panjang pipa pesat p p M 70 6 Diameter pipa pesat d p M 0,55 7 Daya terukur P W - 8 Tegangan terukur V V 220 9 Arus terukur I A - 10 Tinggi air bak penenang t (air bak) M 2,2 11 Tinggi saluran t s M 0,85 12 Lebar saluran l s M 1,4 13 Tinggi air saluran t (air saluran) M 0,8

## HASIL DAN PEMBAHASAN
1. PLTMH Muaro Aie
a. Diameter pipa pesat = 0,5 m Maka dapat dihitung besar luas penampang dari pipa pesat menggunakan persamaaan
Volume  air  bak  penenang,  pengukuran pada  saat  tinggi  air  pada  bak  =  2,1  m dapat dihitung menggunakan
persamaaan
Kecepatan  air  pada  pipa  pesat,  jika waktu  yang  terukur  sebesar  10  detik, dan panjang pipa 95,6 m dapat dihitung menggunakan persamaaan
b. Debit air Untuk  debit  air  hanya  dilakukan perhitungan  debit  air  dari  data  yang telah terkumpul di lapangan.
Dimana :
Q = Debit air (m 3 /s)
V = Kecepatan air pada pipa pesat (m/s) A = Luas penampang pada pipa pesat (m 2 )
Perhitungan  debit  air  per  detik  dapat dihitung menggunakan persamaaan
c. Daya Daya turbin untuk volume bak penenang sebesar dapat dihitung menggunakan persamaaan (5) Daya  generator  untuk  volume  bak penenang sebesar dapat dihitung menggunakan persamaaan (6)
Untuk  daya  yang  terukur,  diperoleh dapat digunakan persamaaan (7)
Pada  saat  pengukuran,  diperoleh  arus sebesar  34  Ampere  masing-masing
phasa,  dan  tegangan  keluaran  sebesar 220 Volt, maka
Untuk  daya  yang  maksimum,  pada PLTMH  ini  terdapat  76  kepala  keluarga, dengan  masing-masing  pemakaian  daya yaitu 48 kk menggunakan daya sebesar 450 VA  dan  sisanya  28  kk  menggunakan  daya sebesar 900 VA.
Maka, total keseluruhan daya yang terpakai adalah :

## 2. PLTMH Pulai Indah
Diameter pipa pesat = 0,55 m
Maka dapat dihitung besar luas penampang dari pipa pesat menggunakan persamaaan (1) Volume  air  bak  penenang,  pengukuran pada  saat  tinggi  air  pada  bak  =  2,1  m dapat dihitung menggunakan persamaaan (2)
Kecepatan  air  pada  pipa  pesat,  jika waktu  yang  terukur  sebesar  10  detik, dan  panjang  pipa  70  m  dapat  dihitung menggunakan persamaaan
Debit air Untuk  debit  dilakukan  perhitungan debit air dari data yang telah terkumpul di lapangan.
Dimana :
Q = Debit air (m 3 /s) V = Kecepatan air pipa pesat (m/s)
A = Luas penampang pipa pesat (m 2 )
Perhitungan  debit  air  pada  waktu  10 detik  dapat  dihitung  menggunakan persamaaan Daya Daya  turbin  untuk  volume  bak penenang  sebesar dapat dihitung  menggunakan  persamaaan (5) Daya  generator  untuk  volume  bak penenang  sebesar dapat dihitung menggunakan persamaaan Untuk  daya  yang  maksimum,  pada PLTMH  ini  terdapat  33  kepala  keluarga, dengan  masing-masing  pemakaian  daya sebesar 450 VA. Maka, total keseluruhan daya yang terpakai adalah :
Analisa Kelayakan PLTMH Di Kecamatan IV Nagari Bayang Utara
Berikut  adalah  analisa  dari  PLTMH Muaro Aie dan PLTMH Pulai Indah

## 1. PLTMH Muaro Aie
Pada  saat  melakukan  penelitian  di PLTMH Muaro  Aie, Kecamatan  IV  Nagari Bayang  Utara,  PLTMH  ini  menggunakan generator bermerek Matari , berdaya sebesar 72,5  kW  dengan  tegangan  generator 400/220  Volt.  Kondisi  peralatan  dan bangunan PLTMH ini masih dalam keadaan yang  sangat  baik,  karena  PLTMH  ini  baru saja  selesau  diperbaiki  karena  peralatan
PLTMH yang lama, seperti turbin, generator serta pipa pesatnya tidak sanggup lagi  untuk  mencukupi  besar  kebutuhan listrik penduduk kampung Muaro Aie ini.
Daya  yang  diperoleh  sebesar  46,8 kVA merupakan daya maksimum keseluruhan pemakaian energi listrik pelanggan  pada  PLTMH  Muaro  Aie  pada saat  sedang  beban  puncak,  sedangkan  pada saat pengukuran daya yang terpakai saat itu baru  sebesar  12,9  kW  dan  itu  artinya  daya yang  digunakan  masih  ¼  dari  daya maksimum  pemakaian.  Jika  dibandingkan dengan daya nominal yang mampu dibangkitkan  generator  dengan  debit  air sebesar  1,82  m/s  yaitu  sebesar  210  kW, maka  dapat  dikatakan  bahwa  PLTMH  ini masih  banyak  terdapat  potensi  untuk menambah pembangkit baru. Dengan dibangunnya  pembangkit  listrik  yang  baru, listrik  yang  dihasilkan  tersebut  dapat  pula disalurkan  ke  tempat  lain  atau  dijual  ke PLN  sehingga  potensi  air  yang  ada  di Nagari Muaro Aie tidak terbuang sia-sia.
Generator  lama  PLTMH  ini  berdaya sebesar  40  kW  dan  diameter  pipa  pesatnya sebesar 0,45 m  yang memakan lama waktu perbaikan  lebih  kurang  8  bulan,  dan sekarang  pipa  tersebut  hanya  digunakan sebagai  pipa  air  pembuangan  dari  bak penenang.  Dilihat  dari  potensi  daya keluaran dan jumlah debit air yang mengalir di  turbin,  PLTMH  ini  layak  untuk dibangun,  karena  dengan  jumlah  air  yang telah  melebihi  80  %  kapasitas  bak penenang,  PLTMH  tersebut  tidak  akan kekurangan  air  untuk  menjalankannya. Akan  tetapi  pada  saat  sekarang,  yang bertepatan  dengan  musim  bercocok  tanam padi,  air  yang  mengalir  pada  saluran pembawa  juga  dialirkan  ke  sawah-sawah penduduk,  ini  akan  menyebabkan  debit  air untuk  PLTMH  akan  berkurang,  sehingga pada  bendungan  pengambil  dan  pintu  air harus  diberikan  air  yang  melebihi  jumlah biasanya,  sehingga  pasokan  air  PLTMH tetap stabil terpenuhi.
Hal  yang  masih  kurang  efisien  pada PLTMH  ini  adalah  pada  bendungan pengambil,  air  tidak  dibendung  dengan
baik,  bendungan  tersebut  hanya  terdiri  dari kayu, batu serta daun-daun untuk menutupi lubang  bendungan,  sehingga  apabila  air besar,  otomatis  bendungan  tersebut  akan runtuh  terbawa  derasnya  air  sungai.  Hal lainnya  yang masih perlu diperbaiki  adalah saluran  pembawa  aliran  air,  di  beberapa tempat  sekitar  300  m  dari  arah  bak penenang,  ada  sebagian  saluran  pembawa yang  memiliki  lebar  yang  cukup  besar antara  1,5  –  2  meter,  tetapi  memiliki ketinggian  yang  rendah,  hanya  berkisar 0,45  meter,  sehingga  air  yang  mengair banyak yang keluar dari saluran. Salah satu langkah  penanggulangan  masalah-masalah tersebut adalah dengan mendam bendungan dengan  semen  permanen  sehingga  tidak akan  terjadi  masalah  saat  air  besar,  dan saluran pembawa digali serta mengeluarkan pasir  dan  batu  yang  membuat  saluran menjadi dangkal.
PLTMH  ini  dinyalakan  setiap  hari dan hanya dimatikan pada hari senin  untuk melakukan  perawatan  pada  peralatan  yang ada  di  dalam  power  house  serta  untuk membersihkan sampah-sampah yang terbawa aliran air pada bak penenang.

## 2. PLTMH Pulai Indah
Pada PLTMH Pulai Indah ini menggunakan  generator  3  phasa  380/220
Volt, generator ini dapat menghasilkan daya 60 kW. Saat melakukan penelitian ke lokasi PLTMH, banyak dari alat serta perlengkapan PLTMH yang telah mengalami  kerusakan,  diantaranya  adalah pada panel  control,  ballast  load  panel sudah  mengalami  kerusakan  yang  sudah lama dan belum pernah dilakukan perbaikan,  hal  ini  mengakibatkan  alat  ukur arus  pada panel  control tidak  berfungsi, kemudian  turbin  dan  generatornya  juga sudah  berkarat  di  berbagai  bagian,  jika  ini dibiarkan terus-menerus maka akan berakibat  alat  tersebut  akan  mengalami kerusakan. Untuk pemakaian energi listrik sendiri di  Nagari  Limau  Puruik  ini, dengan jumlah  kepala  keluarga  hanya  33  rumah, dan  pemakaian  masing-masing  rumah
adalah  sebesar  900  VA,  maka  daya  total untuk  kampung  ini  adalah  sebesar  29,7 kVA. Sedangkan jika ditinjau dari segi daya nominal yang mampu dibangkitkan generator  pada  PLTMH  Pulai  Indah  ini yaitu  163  kW,  itu  artinya  masih  banyak terdapat kelebihan  daya yang  dapat dibangkitkan lagi, jika ditinjau dari perkembangan  penduduknya,  dengan  daya yang  sedemikian  besar  tidak  akan  mampu dimanfaatkan  keseluruhan  daya  nominal generator  tersebut,  sehingga  langkah  yang dapat diambil selanjutnya adalah membangun  PLTMH  yang  baru  untuk menghasilkan  daya  yang  lebih  besar  dan mengaliri tempat lain yang masih kekurangan energi listrik.
Dilihat  dari  potensi  daya,  PLTMH Pulai  Indah  ini  layak  untuk  dibangun PLTMH baru, karena keadaan dan ketersediaan air sebagai pembangkit PLTMH  sangat  berlimpah,  ini  sangat efisien  untuk  memenuhi  kebutuhan  listrik masyarakat  di  Nagari  Limau  Puruik  yang belum terjangkau pasokan listrik  dari PLN. Untuk  saat  ini,  generator  pada  PLTMH  ini sudah tepat dipakai karena selama digunakan masih bisa mencukupi kebutuhan listrik di Nagari Limau Puruik.
Jika dihitung dari kemampuan generator  menghasilkan  listrik,  jumlah  ini masih mencukupi kebutuhan listrik masyarakat.  Kondisi power  house PLTMH ini  juga  sangat  memprihatinkan,  salah  satu dinding bangunan di atas saluran pembuangan  turbin  sudah  roboh,  dan banyak  dinding  di  bagian  lain  bangunan juga  sudah  retak,  jika  tidak  segera ditanggulangi, kemungkinan bangunan akan makin rusak dan roboh.
Debit  air  yang  dihasilkan  oleh PLTMH ini setelah dihitung adalah sebesar selama  10  detik,  dengan  nilai yang  demikian  sudah  dapat  mencukupi kebutuhan  air  untuk  menggerakkan  turbin dan  menghasilkan  daya  yang  besar  pada generator. Pada saat  musim becocok tanam padi,  air  pada  saluran  pembawa  akan  juga dialirkan ke sawah-sawah penduduk, hal ini tentu  akan  membuat  jumlah  debit  air  pada
bak  penenang  juga  akan  akan  berkurang, dan  daya  keluaran  generator  juga  akan berkurang,  langkah  yang  dapat  dilakukan adalah dengan menambah debit air masukan pada bendungan pengambil.
PLTMH  ini  dinyalakan  sepanjang hari  dan  hanya  dimatikan  minimal  1 minggu  sekali,  jika  pada  poros  tubin  dan generator  tidak  dilakukan  perawatan  yang terartur,  tentu  peralatan  tersebut  akan mengalami percepatan pemanasan berlebihan,  salah  satunya  adalah  dengan pemberian gemuk pada poros-poros tersebut.

## SIMPULAN
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan, maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan, diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Untuk PLTMH Muaro Aie, dengan debit air  mencapai ,  pada  PLTMH Pulai  Indah,  debit  airnya  juga  tinggi, mencapai ,  ketinggian  jatuh air yang cukup tinggi, membuat PLTMH tersebut  tidak  akan  kekurangan  tenaga untuk  menghasilkan  listrik  dan  bisa menghasilkan  daya  yang  besar  sehingga sangat memungkinkan untuk penambahan  PLTMH  baru  pada  kedua daerah tersebut.
2. Pada  PLTMH  Muaro  Aie,  generator mampu  menghasilkan  daya
, sedangkan daya yang terpakai sebesar
3. Pada  PLTMH  Pulai  Indah,  generator mampu  menghasilkan  daya  nominal ,  sedangkan  daya  yang  terpakai tidak dapat diukur karena alat ukur panel kontrol PLTMH rusak
4. Peralatan kontrol yang ada pada PLTMH diantaranya  yaitu  Governor  dan  serta push  button  on  off  pada  panel  kontrol, baik  digunakan  secara  otomatis  maupun manual,  sedangkan  untuk  peralatan proteksi  yang  digunakan  antara  lain, MCB, Fuse dan grounding.

## DAFTAR PUSTAKA
Kurniawan,  Adi  Martha,  dkk.  “Studi
Kelayakan  Perencanaan  PLTMH  Di Saluran Turitunggorono Pada Bendung Gerak Mrican Kediri”. Tugas
Sarjana .Malang  :  Teknik  Jurusan Pengairan, Universitas Brawijawa.
Sudargana,  dkk.  2005.  “Studi  Kelayakan
Dan  Prancangan  Pembangkit  Listrik Tenaga Mikrohidro Di Dukuh Pekuluran Kec. Doro Kab. Pekalongan”. Jurnal  Teknik  FT  - UNDIP. Semarang  :  Jurusan  Teknik Elektro, Universitas Diponegoro.
Suyanto, Muhammad. 2013. “Perbandingan
Peningkatan  Daya  Terpasang  Pada Pembangkit Listrik Mikrohidro (PLTMH) Di Daerah Wukirsari Imogiri
Bantul  Jogjakarta”. Jurnal  Teknik Elektro. Jogjakarta  :  Teknik  Elektro, Fakultas  Teknologi  Industri  Institut
Sains & Teknologi AKPRIND Jogjakarta..
Zuliansyah, Alfriady.“Studi Kelayakan PLTMH  Di  Kabupaten  Deli  Serdang,
Kecamatan  Sibolangit  Desa  Buluh Awar”. Tugas  Sarjana .  Medan  :
Fakultas  Teknik  Elektro,  Universitas Sumatera Utara, (online