## RANCANG BANGUN SIMULATOR PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PIKOHIDRO MENGGUNAKAN VARIABLE SPEED DRIVE SEBAGAI PENGATUR KECEPATAN PUTARAN
Oleh : Adeguna Ridlo Pramurti 1 , Daeng Supriyadi Pasisarha 2 , Juwarta 3 , Fariz Saefullah Rasyid 4 , Lintang Rifqi Cahyanuddin 5 , Mila Rosantia 6 1,2,3,4,5,6 Jurusan Teknik Elektro Polines Jl. Prof. Sudarto Tembalang Semarang 50271 adegunapramurti@polines.ac.id

## Abstrak
Pembangkit  listrik  tenaga  pikohidro  (PLTPH)  potensial  digunakan  sebagai  pembangkit  listrik terbarukan  yang  dapat  dimanfaatkan  oleh  pengguna  listrik  skala  rumah  tangga  maupun  UMKM. PLTPH  memiliki  keterbatasan  dikarenakan  debit  aliran  air  pada  sungai  yang  fluktuatif.  Tujuan penelitian  ini  adalah  merancang  simulator  PLTPH  dan  menganalisis  potensi  daya  yang  dapat dibangkitkan.  Penelitian  ini  menggunakan  pompa  booster  untuk  menambah  debit  aliran  sebagai penggerak turbin. Motor listrik tiga fasa digunakan untuk menambah putaran turbin pada simulator PLTPH. Sumber energi listrik dari PLN digunakan untuk mensuplai daya  pompa booster dan motor listrik tiga fasa pada simulator. Penelitian ini mengusulkan penggunaan variable speed drive (VSD) untuk  menggendalikan  kecepatan  putaran  pompa  booster  dan  motor  listrik.  Pengujian  simulator PLTPH menunjukkan bahwa frekuensi VSD berbanding lurus dengan kecepatan putaran motor, turbin, dan generator. Kecepatan putaran maksimal generator sebesar 3432 rpm. Potensi debit aliran yang dihasilkan adalah 64,8 lpm dan potensi daya yang dapat dibangkitkan sebesar 15,08 W.

## Kata kunci :Pembangkit listrik tenaga pikohidro, PLC, turbin, SCADA, variable speed drive

## Abstract
Picohydro power plants (PLTPH) have the potential to be used as renewable energy that can be utilized by household customers and UMKM. PLTPH has problems due to fluctuating river or channel water flows. The aim of this research is to design a PLTPH simulator and analyze the potential power that can be generated. This research uses a booster pump to increase the flow rate to drive the turbine. A three-phase electric motor is used to increase the turbine rotation in the PLTPH simulator. Electrical energy sources from PLN are used to supply power to the booster pump and three-phase electric motor in the simulator. This research proposes the use of a variable speed drive (VSD) to control the rotation speed of booster pumps and electric motors. PLTPH simulator testing shows that the VSD frequency is directly proportional to the rotation speed of the motor, turbine and generator. The maximum rotation speed of the generator is 3432 rpm. The potential flow rate produced is 64,8 lpm and the potential power that can be generated is 15,08 W
Keywords : PLC, picohydro power plant, turbine, SCADA, variable speed drive

## 1. Pendahuluan
Energi listrik adalah kebutuhan dasar di dunia modern (Lenzen, 2010). Di Indonesia, pembangkitan energi listrik masih didominasi  oleh  sumber  energi  fosil (Setyono, 2021). Ekstraksi bahan bakar fosil dapat  berdampak  secara  langsung  pada lingkungan.  Jika  pemanfaatan  bahan  bakar fosil  tidak  diminimalkan,  keseimbangan lingkungan  akan  terancam  (Molla  et  al., 2024;  Shamoon  et  al.,  2022).  Pemanfaatan sumber energi terbarukan adalah solusi dari masalah tersebut (Rahman et al., 2022).
Ada beberapa sumber energi terbarukan  yang  potensial  di  Indonesia (Halimatussadiah et al., 2020; Langer et al., 2021;  Paundra    Nurdin,  2022).  Sumber energi  air  adalah  salah  satunya.  Potensi sumber  energi  air  di  Indonesia  bisa mencapai  94  GW,  tetapi  baru  sekitar  6% yang  dimanfaatkan  sebagai  pembangkit tenaga listrik (Taufiqurrahman  Windarta, 2020).
Investasi  awal  pembangkit  listrik tenaga  air  membutuhkan  biaya  yang  besar sehingga menjadi masalah dalam pengembangannya  (Ismail    Supriono, 2013).  Besarnya  daya  yang  dibangkitkan berbanding  lurus  dengan  biaya  konstruksi dan  investasi  awal  yang  dibutuhkan  (Zakir et  al.,  2019).  Pembangkit  listrik  tenaga  air dikategorikan  berdasarkan  skala  daya  yang dibangkitkan.  Salah  satu  jenisnya  adalah pembangkit listrik tenaga pikohidro (PLTPH)  yang  merupakan  pembangkit listrik tenaga air dengan daya keluaran yang paling  rendah,  yaitu  kurang  dari  5  MW (Tkáč,  2018).  PLTPH  potensial  digunakan sebagai  pembangkit listrik  terbarukan  yang dapat  dimanfaatkan  oleh  pelanggan  rumah tangga  maupun  UMKM.  Namun,  PLTPH memiliki  keterbatasan  dikarenakan  debit aliran  air  pada  sungai  yang  fluktuatif (Badrus  Soleh  et  al.,  2020;  Bandri  et  al., 2021; Mufidah et al., 2021).
Penelitian  ini  bertujuan  merancang simulator PLTPH dan menganalisis potensi daya yang dapat dibangkitkan. Potensi daya keluaran yang dihasilkan oleh PLTPH salah
satunya  dipengaruhi  oleh  debit  aliran saluran  (Marwani  et  al.,  2021a).  Simulasi untuk  menciptakan  debit  aliran  saluran  di penelitian  ini  adalah  mengalirkan  air  dari tandon  menuju  turbin.  Penelitian  ini menggunakan pompa booster untuk menambah  debit  aliran  sebagai  penggerak turbin.  Motor  listrik  tiga  fasa  digunakan untuk  menambah  putaran  turbin  pada simulator PLTPH. Sumber energi listrik dari PLN  digunakan  untuk  mensuplai  daya pompa booster dan  motor  listrik  tiga  fasa pada simulator.
Kecepatan putaran turbin dan generator berbanding  lurus  dengan  besarnya  daya yang dibangkitkan (Marwani et al., 2021b). Kecepatan  putaran  turbin  pada  simulator PLTPH  dipengaruhi  oleh  debit  aliran  dari pompa booster dan kecepatan putaran motor listrik.  Berdasarkan  penelitian  sebelumnya, v ariable  speed  drive (VSD)  diaplikasikan untuk  mengendalikan  putaran  motor  listrik (Aripriharta,  2023;  Ramadhan  et  al.,  2022; Tanjung, 2018). Penelitian ini mengusulkan penggunaan  VSD  untuk  menggendalikan kecepatan putaran pompa booster dan motor listrik.

## 2. Metode
Penelitian  ini  terdiri  dari  rancangan simulator PLTPH dan analisis potensi debit air  dan  daya  output  generator  yang  mampu dibangkitkan oleh sistem. PLTPH digunakan untuk  membangkitkan  generator  tanpa beban dan dengan beban lampu pijar 10 W. Penelitian  ini  meliputi  perancangan  sistem dan  pengujian  PLTPH.  Perancangan  sistem meliputi,  perancangan  simulator  PLTPH, perancangan  sistem  kendali  menggunakan PLC,  dan  perancangan  sistem  pemantauan berbasis  SCADA.  Pengujian  dilakukan dengan  mengatur  frekuensi  VSD  sebagai frekuensi  masukan  untuk  mengetahui  nilai debit air, kecepatan putaran turbin, kecepatan  putaran  generator,  kecepatan putaran motor, dan daya keluaran generator.
𝑄 = 𝑉 𝑡 ⁄ (1)
Persamaan  (1)  menunjukkan  hubungan debit  aliran  (Q),  volume  aliran  (V),  dan waktu  (t).  Debit  aliran  satuannya  adalah meter kubik per detik, dapat juga dinyatakan sebagai  liter  per  menit  (lpm).  Debit  aliran didefinisikan sebagai besarnya aliran air per meter kubik yang mengalir di suatu saluran per satuan detik (Singh, 2017). Potensi daya listrik  yang  dibangkitkan  ditunjukkan  pada Persamaan  (2).  Hal  ini  dipengaruhi  oleh debit  aliran  (Q),  efisiensi  peralatan  ( η ), percepatan  gravitasi  (g),  tinggi  jatuhan  air (h), dan massa jenis  air ( ρ ) (Ramos,  1999). Diagram  alir  proses  pembangkitan  energi listrik ditunjukkan pada Gambar 1.
𝑃 = 𝜂𝜌𝑔𝑄ℎ
(1)

## Gambar 1. Diagram alir cara kerja PLTPH

## 2.1. Perancangan Simulator PLTPH
Desain  simulator  PLTPH  ditunjukkan pada  Gambar  2.  Tandon  digunakan  untuk penampungan air. Tinggi jatuhan air tandon adalah 1,5 m dan diposisikan di bagian atas untuk menghasilkan energi potensial. Pompa booster digunakan  untuk  menghasilkan aliran air pada simulator PLTPH. Aliran air digunakan  untuk  memutar  turbin.  Motor listrik  tiga  fasa  dengan  sumber  PLN digunakan  untuk  menambah  putaran  turbin ketika  diperlukan.  Turbin  dikopel  dengan
generator,  dan  energi  listrik  dihasilkan  dari konversi  energi  oleh  generator.  Hasil konversi energi digunakan untuk mensuplai kebutuhan beban.
Air yang telah jatuh ke bak penampungan  dikembalikan  lagi  ke  tandon atas.  Pompa submersible digunakan  untuk untuk  mendorong  atau  mensuplai  air  dari bak  penampungan  menunju  ke  tandon. Pompa submersible bekerja secara otomatis menggunakan floating switch sebagai masukan. Pompa submersible akan beroperasi  pada  saat  volume  air  pada  bak penampungan mencapai batas tertentu. Saat air  telah  kembali  ke  tandon,  air  dapat digunakan kembali untuk memutar turbin.
Gambar 2. Desain simulator PLTPH
Diagram alir simulator PLTPH ditunjukkan  Gambar  3.  Penelitian  ini menggunakan  PLC  sebagai  pengontrol sistem  yang  akan  dioperasikan.  VSD digunakan  untuk  mengendalikan  pompa booster untuk memompa air dari bak atas ke turbin. Air akan terjun dari bak atas menuju turbin.  Turbin  mentransmisikan  gaya  putar pada  generator  melalui pulley .  Motor digunakan  untuk  memberikan  tambahan kecepatan putaran pada turbin. Perbandingan rasio pulley antara motor dan turbin adalah 5:8. Perbandingan rasio pulley antara turbin dan generator adalah 4:1.

## Gambar 3. Diagram alir simulator PLTPH
Diagram  blok  sistem  kendali  PLTPH ditunjukkan  pada  Gambar  4.  Pengaturan frekuensi  pada  VSD  digunakan  untuk mengendalikan  pompa booster dan  motor listrik  3  fasa.  Standar  frekuensi  menurut SPLN  adalah  49,5  –  50,5  Hz  (Purwanto  et al.,  2013).  Jika  frekuensi  keluaran  dari generator  di  bawah  nilai  standar,  sensor frekuensi  pada  VSD  akan  merespon  dan menaikkan  tegangan  pada  motor  sehingga kecepatan
putarannya
bertambah.
Sebaliknya, jika frekuensi keluaran generator  melebihi  nilai  standar,  tegangan motor akan diturunkan. VSD yang digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  VSD ATV12H075M2.

## Gambar 4. Diagram blok sistem kendali PLTPH
Tabel
1 menunjukkan spesifikasi
generator  yang  digunakan  pada  penelitian ini. Generator mengkonversi energi mekanik
menjadi  energi  listrik.  Energi  listrik dihasilkan dari adanya induksi elektromagnetik karena putaran rotor terhadap stator. Putaran tersebut tegak lurus terhadap garis fluks (Eismin, 2019).
Tabel 1. Spesifikasi Generator Spesifikasi Generator Jenis PSW Daya keluaran (W) 150 Frekuensi (Hz) 50 Tegangan (V) 220 Jumlah kutub 2 Kecepatan putaran (rpm) 3000
Tabel  2  menunjukkan  spesifikasi  turbin yang  digunakan  pada  rancangan  simulator PLTPH. Jenis turbin yang digunakan adalah turbin  pelton.  Turbin  pelton  memanfaatkan energi kinetik dari jatuhan air (Solemslie Dahlhaug, 2014).

## Tabel 2. Spesifikasi Turbin
Spesifikasi Turbin Jenis Pelton Diameter runner (cm) 32 Jumlah sudu 20 sudu, sudut 18º Tebal sudu 1,4
Tabel  3  menunjukkan  spesifikasi  pompa booster dan  pompa submersible .  Pompa booster yang digunakan memiliki spesifikasi arus  maksimal  0,5  A.  Pompa booster difungsikan  sebagai  pompa  pendorong. Pompa submersible digunakan  sebagai pompa penghisap.
Tabel 3. Spesifikasi Pompa Booster dan Pompa Submersible
Spesifikasi Pompa Booster Merk Wasser pump Tipe PB-60EA Arus maksimal (A) 0,5 Pipa input (inch) 0,75 Pipa output (inch) 0,75 Dimensi (p x l x t) (mm) 175 x 130 x 160 Massa (kg) 3 Spesifikasi Pompa Submersible Merk Wasser pump Tipe WD-200EA Arus maksimal (A) 1,4 Kapasitas (lpm) 141, 96, 33 Dimensi (p x l x t) (mm) 190 x 145 x 320 Diamter pipa (inch) 1,25 Massa (kg) 5

## ORBITH VOL. 20 NO. 1 Maret 2024 : 98 – 107
Spesifikasi  motor  listrik  3  fasa  yang
digunakan pada simulator PLTPH
ditunjukkan pada Tabel 4. Kecepatan motor listrik  yang  tertulis  di name  plate adalah 1380  rpm.  Motor  listrik  menggunakan prinsip  induksi  magnetik.  Bagian  rotor berputar  dengan  kecepatan  konstan  dan berbanding lurus dengan frekuensi masukan (Bird  Chivers, 1993; Shultz, 2012).

## Tabel 4. Spesifikasi Motor Listrik 3 Fasa
Spesifikasi Motor Listrik 3 Fasa Merk ADK Jenis FL-71B-4 Kecepatan putaran (rpm 1380 Tegangan (V) 220/380 Frekuensi (Hz) 50 Daya 33 Diameter pipa (inch) 1,25 Daya pancar (m) 7

## 2.2. Perancangan Sistem Kendali
Penelitian ini menggunakan PLC Modicon  TM221CE24T  sebagai  sistem kendalian.  Rancangan  ladder  diagram menggunakan perangkat lunak EcoStruxure
Machine Expert Basic V1.2 SP1.
Pemograman  ladder  diagram  adalah  untuk mengatur  kinerja  keseluruhan  sistem  yang terdiri  dari  beberapa  peralatan  yang digunakan.  Tampilan  ladder  diagram  di perangkat  lunak  EcoStruxure  Machine Expert  Basic  V1.2  SP1  ditunjukkan  pada Gambar 4. Panah berwarna merah menunjukkan  tools  yang  tersedia  untuk membuat rancangan ladder diagram. Alamat input dan output program ditunjukkan pada Tabel 5.
Gambar 4. Tampilan ladder diagram di perangkat lunak EcoStruxure Machine Expert Basic V1.2 SP1
Tabel 5. Alamat I/O Program
Alamat I/O Program I/O Fungsi %M11 Mode sistem PLTPH %M121 On PLTPH %M151 Off PLTPH %M161 Indikator PLTPH %M163 Indikator Emergency %M170 Emergency %MW152 Voltmeter %MW158 Amperemeter

## 2.3 Perancangan SCADA
Penelitian  ini  menggunakan  Vijeo Citect  7.20  sebagai  perangkat  lunak  yang digunakan untuk membuat program SCADA.  Rancangan  SCADA  digunakan untuk  memantau  dan  mengontrol  peralatan yang  digunakan.  Gambar  7  menunjukkan tampilan  layar  dari layout  pages rancangan SCADA pada penelitian ini.
Gambar 7. Tampilan layar dari layout pages SCADA

## 3. Hasil dan Pembahasan
Hasil  pengujian  meliputi  pengujian tanpa  beban  dan  pengujian  dengan  beban lampu pijar 10 W.  Gambar 8 menunjukkan konstruksi simulator PLTPH.

## Gambar 8. Desain konstruksi simulator PLTPH

## 3.1. Hasil Pengujian Tanpa Beban
Hasil  pengujian  tanpa  beban  meliputi pengujian  kecepatan  putaran  dan  keluaran generator.  Tabel  6  menunjukkan  hasil pengujian  kecepatan  putaran  yang  meliputi parameter  frekuensi,  kecepatan  putaran motor,  turbin,  dan  generator  tanpa  beban. Pengukuran kecepatan putaran menggunakan tachometer.
Tabel 6. Hasil Pengujian Kecepatan Putaran Tanpa Beban Frekue nsi VSD (Hz) Frekuensi Power meter (Hz) Kecepatan Putaran (rpm) Motor Turbin Generat or 15 16,6 361,6 226 904 20 22,06 524 327,5 1310 25 28,5 553,9 346,2 1384,8 30 34,93 757 473,3 1893,2 35 41,36 846,4 529 2116 40 47,6 1059 662 2648 42 50 1163,2 727 2908 45 54,06 1193 745,9 2983 50 60,38 1372,8 858 3432

## Gambar 9. Hasil pembacaan SCADA
Tabel  6  menunjukkan  bahwa  makin besar  frekuensi  masukan  (VSD)  akan menambah kecepatan putaran motor, turbin, dan generator. Hal ini dikarenakan besarnya kecepatan putaran berbanding lurus dengan frekuensi  masukan.  Perbedaan  kecepatan putaran  motor,  turbin,  dan  generator disebabkan  adanya  perbedaan  rasio pulley . Kecepatan  putaran  motor  adalah  1,6  kali kecepatan  putaran  turbin  dan  kecepatan putaran  pada  generator  adalah  4  kali kecepatan  putaran  turbin.  Perbedaan  selisih kecepatan  motor,  turbin,  dan  generator dikarenakan  adanya  perbedaan  rasio pulley di antara ketiganya.
Tabel 8. Hasil Pengujian Keluaran Generator Tanpa Beban
Frekuen si VSD (Hz) Debit Air (lpm) Keluaran Generator Tegang an (V) Arus (A) Frekue nsi (Hz) 15 24 68,5 0 16,6 20 36,6 97,15 0 22,06 25 45,6 125,5 0 28,5 30 55,2 153,7 0 34,93 35 61,8 181,4 0,015 41,36 40 68,4 208,1 0,18 47,6 42 74,4 218 0,019 50 45 78 234,3 0,020 54,06 50 81 263,7 0,021 60,38
Gambar
9 menunjukkan hasil pembacaan melalui SCADA. Hasil pengujian  keluaran  generator  ditunjukkan Tabel  7  dan  Tabel  8.  Data  hasil  pengujian meliputi  debit  air,  tegangan  keluaran,  arus, dan frekuensi ditunjukkan Tabel 7. Tegangan  generator  sebesar  218  –  234,3  V dicapai pada saat frekuensi VSD 42 – 45 Hz.
Frekuensi  generator  tepat  menunjukkan  50 Hz  pada  saat  frekuensi  VSD  42  Hz.  Debit aliran maksimal adalah 81 lpm.
Hasil pengujian daya keluaran generator ditunjukkan Tabel 8. Terdapat tiga parameter  daya,  yaitu  daya  aktif,  daya reaktif, dan daya semu. Nilai daya aktif dan daya semu adalah sama. Daya keluaran yang dihasilkan PLTPH adalah karena pembebanan dari saluran instalasi.
Tabel 8. Hasil Pengujian Daya Keluaran Generator Tanpa Beban
Frekuen si VSD (Hz) Debit Air (lpm) Daya Output Generator Daya aktif (W) Daya rekatif (VAR) Daya semu (VA) 15 24 0 0 0 20 36,6 0 0 0 25 45,6 0 0 0 30 55,2 0 0 0 35 61,8 0 0 0 40 68,4 3 0 3 42 74,4 3 0 3 45 78 4 0 4 50 81 5 1 5

## 3.2 Hasil Pengujian Berbeban
Beban  yang  digunakan  pada  pengujian adalah lampu pijar 10 W ditunjukkan Tabel 9.  Hasil  pengujian  berbeban  meliputi kecepatan  putaran  dan  keluaran  generator. Tabel  10  menunjukkan  hasil  pengujian kecepatan  putaran  motor,  turbin,  dan generator  dengan  beban  lampu  pijar  10  W. Kecepatan putaran pada pengujian berbeban dan  tanpa  beban  menunjukkan  hasil  yang hamper  sama.  Kecepatan  putaran  ini dipengaruhi  oleh  frekuensi  masukan  dari VSD,  sedangkan  perbedaan  kecepatan putaran  motor,  turbin,  dan  generator dipengaruhi oleh rasio pulley .
Tabel 9. Hasil Pengujian Kecepatan Putaran dengan Beban Lampu Pijar 10 W
Frekue nsi VSD (Hz) Frekuensi Power meter (Hz) Kecepatan Putaran (rpm) Motor Turbin Generat or 15 16,6 360,8 225,5 902 20 22,06 525,1 328,2 1312,8 25 28,9 551,2 344,5 1378 30 35 754,4 471,5 1886 35 41 848,6 530,4 2121,6
Frekue nsi VSD (Hz) Frekuensi Power meter (Hz) Kecepatan Putaran (rpm) Motor Turbin Generat or 40 46,5 1060,8 663 2652 42 50 1161,8 726,1 2904,4 45 52,3 1193,3 745,8 2983,2 50 58 1368 855 3432
Tabel 10 menunjukkan bahwa pada saat frekuensi  VSD  pada  rentang  15  –  35  Hz, nilai arus adalah 0 A, artinya tidak arus yang mengalir  ke  sistem  atau  pun  beban.  Arus terdeteksi saat VSD beroperasi pada rentang frekuensi  40  –  45  Hz.  Hal  ini  disebabkan oleh  frekuensi  yang  dihasilkan  generator pada  kisaran  50  Hz  dapat  dicapai  saat frekuensi VSD 40 – 45 Hz. Kedipan lampu pijar  10  W  dengan  frekuensi  rendah  dapat menyebabkan  ketidaknyamanan  pada  mata. Ketika frekuensi VSD sebesar 50 Hz, terjadi penurunan  arus menjadi  0,02 Ampere  yang menyebabkan  beban  tidak  menyala.  Beban off Ketika frekuensi masukan kurang dari 40 Hz dan lebih dari 45 Hz. Kecepatan putaran generator adalah 3420 rpm, tegangan sebesar 211,3  V,  dan  menghasilkan  frekuensi keluaran sebesar 50  Hz  pada saat  frekuensi masukan sebesar 42 Hz.

## Tabel 10. Hasil Pengujian Keluaran Genrator
Berbeban Frekuen si VSD (Hz) Debit Air (lpm) Keluaran Generator Tegang an (V) Arus (A) Frekue nsi (Hz) 15 30 69,6 0 16,6 20 37,8 98 0 22,06 25 42,6 126 0 28,5 30 51 154 0 34,93 35 57 180 0 41,36 40 61,8 194 0,09 47,6 42 64,8 211,3 0,1 50 45 67,8 216 0,1 54,06 50 68,4 250 0,02 60,38
Pengujian  daya  keluaran  generator dengan beban lampu pijar 10 W ditunjukkan Tabel  11.  Terdapat  tiga  parameter  daya, yaitu daya aktif, daya reaktif, dan daya semu. Daya  aktif  dan  daya  semu  menunjukkan kenaikan  nilai  yang  signifikan  pada  saat frekuensi VSD sebesar 40 – 45 Hz.
Tabel 11. Hasil Pengujian Daya Keluaran Generator Berbeban Frekuen si VSD (Hz) Debit Air (lpm) Daya Output Generator Daya aktif (W) Daya rekatif (VAR) Daya semu (VA) 15 30 0 0 0 20 37,8 0 0 0 25 42,6 0 0 0 30 51 0 0 0 35 57 0 0 0 40 61,8 17 0 17 42 64,8 21 0 21 45 67,8 21 0 21 50 68,4 5 0 4
Tabel  10  dan  Tabel  11  menunjukkan bahwa  tegangan  sebesar  211,3  V,  arus sebesar 0,1 A, frekuensi sebesar 50 Hz, dan daya  aktif  sebesar  21  W  pada  frekuensi masukan  42  Hz.  Frekuensi  input  dan  debit air  berbanding  lurus  dengan  keluaran generator.  Daya  keluaran  mulai  ada  pada frekuensi  masukan  sebesar  40  Hz.    Ketika frekuensi  masukan  pada  set  point  50  Hz, daya  yang  dihasilkan  sebesar  4  W  dengan tegangan  sebesar  250  V  dan  frekuensi keluaran sebesar 58 Hz.
Berdasarkan  Persamaan  (2)  dan  data pada  Tabel  11,  potensi  daya  yang  dapat dibangkitkan adalah 15,08 W. Nilai tersebut mengacu  pada  debit  aliran  64,8  lpm  dan frekuensi  output  sebesar  50  Hz.  Daya tersebut  dapat  tercapai  dikarenakan  adanya tambahan  putaran  dari  motor  listrik.  Pada PLTPH  yang  sebenarnya,  putaran  turbin hanya mengandalkan debit aliran saluran.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan rancangan dan hasil pengujian  simulator  PLTPH,  didapatkan bahwa:
a. Frekuensi VSD berbanding lurus dengan kecepatan  putaran  motor,  turbin,  dan generator. Pada kondisi tanpa beban dan berbeban,  kecepatan  putaran  maksimal generator  sebesar  3432  rpm  dapat tercapai  saat  frekuensi  VSD  sebesar  50 Hz.
b. Simulator PLTPH dapat membangkitkan beban  lampu  pijar  10  W  pada  rentang
frekuensi  masukan  sebesar  40  –  45  Hz. Beban  lampu  akan  menyala  pada  saat frekuensi generator mencapai nilai 50 Hz. c. Debit aliran  yang dihasilkan adalah 64,8 lpm  dan  potensi  daya  yang  dapat dibangkitkan sebesar 15,08 W.

## DAFTAR PUSTAKA
Aripriharta, A. (2023). Perancangan Kendali Motor  Induksi  Menggunakan  Variable Speed  Drive. Journal  Kajian  Teknik Elektro , 8 (1), 1–6.
Badrus  Soleh,  A.,  Supriyanto,  A.,  Ahmad Pauzi, G.,  Arif Surtono, dan. (2020).
Analisis Potensi Energi Listrik
Pikohidro dari Sumber Air Pegunungan Serta Upaya Peningkatan Daya  Listrik dengan Memanfaatkan Rangkaian
Joule  Thief. Journal  of  Energy,
Material, and Instrumentation Technology , 1 (3), 91–102. https://doi.org/10.23960/JEMIT.V1I3.
32
Bandri,  S.,  Premadi,  A.,    Andari,  R.
(2021). Studi Perencanaan Pembangkit Listrik  Tenaga  Picohydro  (PLTPh) Rumah  Tangga. Jurnal  Sains  Dan Teknologi , 21 (1).
Bird, J. O.,  Chivers, P. J. (1993). Newnes engineering  and  physical  science pocket book . Newnes. http://www.sciencedirect.com:5070/bo ok/9780750616836/newnes-
engineering-and-physical-science-
pocket-book
Eismin,  T.  K.  (2019). Aircraft  Electricity and Electronics . McGraw-Hill Education.
https://www.accessengineeringlibrary. com/content/book/9781260108217 Halimatussadiah, A., Amanda Siregar, A., Farah  Maulia,  R.  (2020). Unlocking
Renewable Energy Potential in Indonesia:  Assessment  on  Project Viability . https://databoks.katadata.co.id/datapub lish/2020/01/10/
Ismail,    Supriono.  (2013).  Analisis Ekonomi Energi Perencanaan
Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
Meragun  (Desa  Meragun,  Kec.  Nanga
Taman, Kab. Sekadau). Jurnal ELKHA ,
5 (1).
Langer,  J.,  Quist,  J.,  Blok,  K.,  Ulgiati,  S.,
Schnitzer,  H.,    Santagata,  R.  (2021). Review of Renewable Energy Potentials  in  Indonesia  and  Their Contribution  to  a  100%  Renewable Electricity System. Energies 2021, Vol.
14, Page 7033 , 14 (21), 7033. https://doi.org/10.3390/EN14217033 Lenzen,  M.  (2010).  Current  State  of Development of Electricity-Generating Technologies:  A  Literature  Review. Energies 2010, Vol. 3, Pages 462-591 ,
3 (3), 462–591. https://doi.org/10.3390/EN3030462
Marwani,  M.,  Kadir,  M.  Z.,    Putra,  R.  E.
(2021a).  Investigation  Performance  of Pico  Hydro  Water  Pipe  Turbine. Indonesian Journal of Engineering and
Science , 2 (3), 051–058.
https://doi.org/10.51630/ijes.v2i3.27
Molla, S., Farrok, O.,  Alam, M. J. (2024). Electrical energy and the environment: Prospects  and  upcoming  challenges  of the  World’s  top  leading  countries.
Renewable  and  Sustainable  Energy
Reviews , 191 , 114177. https://doi.org/10.1016/J.RSER.2023.1
14177
Mufidah,  Albetris,    Johar,  L.  W.  (2021). Efisiensi  Pakan  dengan  Pembangkit Listrik  Pico  Hydro  dan  Digitalisasi Pemasaran  di  Desa  Lopak  Alai. ABDIMAS  EKODIKSOSIORA:  Jurnal
Pengabdian Kepada Masyarakat Ekonomi,  Pendidikan,  Dan  Sosial
Humaniora            (e-ISSN:  2809-3917) , 1 (1),
74–80. https://doi.org/10.37859/ABDIMASE KODIKSOSIORA.V1I1.3352 Paundra,  F.,    Nurdin,  A.  (2022).  STUDY
OF THE

## POTENTIAL AND

## DEVELOPMENT  OF  RENEWABLE
ENERGY  POWER  IN  INDONESIA : A REVIEW. In Technology, Education And Mechanical Engineering (Vol. 10, Issue 2).
Purwanto, S. A., Suyono, H.,  Hasanah, R. N. (2013). Strategi Interkoneksi Suplai Daya  2  Pembangkit  di  PT  Ajinomoto Indonesia,  Mojokerto  Factory. Jurnal Mahasiswa TEUB , 1 (1). http://elektro.studentjournal.ub.ac.id/in dex.php/teub/article/view/28
Rahman,  A.,  Farrok,  O.,    Haque,  M.  M.
(2022).  Environmental  impact  of renewable energy source based electrical  power  plants:  Solar,  wind, hydroelectric,  biomass,  geothermal, tidal,  ocean,  and  osmotic. Renewable and  Sustainable  Energy  Reviews , 161 ,
112279.
https://doi.org/10.1016/J.RSER.2022.1
12279
Ramadhan, B. N., Pratama, D. A.,  Rasyad, S.  (2022).  Analysis  Control  Speed  Of Frequency  Changes  In  Three  Phase Induction  Motor  Based  On  VSD. Indonesian Journal of Electrical Engineering  and  Renewable  Energy (IJEERE) , 2 (2), 70–77. https://doi.org/10.57152/IJEERE.V2I2. 395
Ramos, H. (1999). Guidelines for Design of Small  Hydropower  Plants .  Western Reg.  Energy  Agency    Network. https://books.google.co.id/books/about /Guidelines_for_Design_of_Small_Hy dropowe.html?id=kBRt0AEACAAJr edir_esc=y
Setyono,  A.  E.,    Kiono,  B.  F.  T.  (2021). Dari  Energi  Fosil  Menuju  Energi Terbarukan:  Potret  Kondisi  Minyak dan Gas Bumi Indonesia Tahun 2020 – 2050. Jurnal  Energi  Baru  Dan
Terbarukan , 2 (3), 154–162. https://doi.org/10.14710/jebt.2021.111
Shamoon, A., Haleem, A., Bahl, S., Javaid,
M.,  Bala  Garg,  S.,  Chandmal  Sharma,
R.,    Garg,  J.  (2022).  Environmental impact  of  energy  production  and extraction  of  materials  -  a  review. Materials  Today:  Proceedings , 57 , 936–941.
https://doi.org/10.1016/J.MATPR.202 2.03.159
Shultz,  G.  P.  (2012).  Transformers  and motors:  A  single-source  reference  for electricians. Transformers and Motors:
A Single-Source
Reference for Electricians , 1–320.
https://doi.org/10.1016/B978-0-08- 051958-6.50001-9 Solemslie, B. W.,  Dahlhaug, O. G. (2014).
A reference pelton turbine - Design and efficiency measurements. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science , 22 . https://doi.org/10.1088/1755- 1315/22/1/012004 Tanjung, A. (2018). ANALISIS PENGGUNAAN  ENERGI  LISTRIK MOTOR  INDUKSI  TIGA  PHASA
MENGGUNAKAN
VARIABLE
SPEED  DRIVE  (VSD). Jurnal  Sain, Energi,  Teknologi    Industri) , 2 (2), 52–59. Taufiqurrahman, A.,  Windarta, J. (2020).
Overview  Potensi  dan  Perkembangan Pemanfaatan  Energi  Air  di  Indonesia.
Jurnal  Energi  Baru  Dan  Terbarukan ,
1 (3),
124–132.
https://doi.org/10.14710/jebt.2020.100 36 Tkáč,  Š.  (2018).  Hydro  power  plants,  an
overview  of  the  current  types  and technology. Selected Scientific Papers - Journal  of  Civil  Engineering , 13 (s1), 115–126. https://doi.org/10.1515/SSPJCE-2018- 0011 Singh,  V.  P.  (2017).  Handbook  of  Applied
Hydrology, Second Edition. In Chow’s
Handbook of Applied Hydrology (Issue
November).  McGraw-Hill  Education. https://www.accessengineeringlibrary. com/content/book/9780071835091 Zakir, L. M. H., Windarta, J., Saptadi, S.,
Rinaldo,  D.  (2019).  Analysis  of planning for utilization of East Borneo hydro  power  with  techno  economy principle. AIP Conference Proceedings , 2202 (1). https://doi.org/10.1063/1.5141729/962
446