## KAJIAN POTENSI PLTMH SUNGAI KALIMANTING DESA KAYU INDAH UNTUK  KELISTRIKAN PEDESAAN KECAMATAN BATU PUTIH KABUPATEN BERAU
Blasius Selly Ngama 1 , Fitriani Said 2 1,2 Universitas Borneo Tarakan, Kota Tarakan, Indonesia
1 blasiusngama98@gmail.com
2 fitrianiubt22@gmail.com, fitriani@borneo.ac.id
Abstract—The  reduced  availability  of  electrical  energy  in the  rural  area  of  Batu  Putih  District  requires  us  to  look  for alternative  power  plants  to  meet  the  increasing  demand  for electrical  energy.  The  increase  in  the  amount  of  electricity needed  is  not  balanced  with  the  availability  of  fossil  fuels. Thus  we  need  to  develop  new  and  renewable  energy  that  is more environmentally friendly and can reduce the use of fossil energy.  One  of  the  power  plants  that  will  be  developed  is PLTMH,  seeing  the  rural  conditions  that  have  several  rivers that have the potential to develop PLTMH. From the results of measurements  and  calculations  made,  it  was    found  that  the water fall height was 20 m and the water discharge was 15,09 and  the  use  of  platoon  turbines  with  an  efficiency  value  of 0.85.  Then  the  resulting  power  value  from  this  generator  is 2,22 kiloWatt.
Keywords — PLTMH, Kalimanting River, Districk Batu Putih.
I ntisari—Semakin  berkurangnya  ketersediaan  energi listrik  di  dearah  pedesaan  Kecamatan  Batu  Putih mengharuskan  kita  untuk  mencari  alternatif  pembangkit listrik untuk memenuhi kebutuhan energi listrik yang terus meningkat. Peningkatan jumlah kebutuhan energi listrik ini tidak  di  imbangi  dengan  ketersediaan  bahan  bakar  berupa fosil.  Dengan  demikian  kita  perlu  mengembangkan  energi baru  dan  terbarukan  yang  lebih  ramah  lingkungan  dan dapat  mengurangi  penggunaan  energi  fosil.  Salah  satu pembangkit  listrik  yang  akan  di  kembangkan  adalah PLTMH, melihat kondisi pedesaan yang memiliki beberapa aliran  sungai  yang  berpotensi  untuk  mengembangkan PLTMH.  Dari  hasil  pengukuran  dan  perhitungan  yang dilakukan  di  dapatkan  tinggi  jatuh  air  sebesar  20  m  dan debit  air  sebesar  15,09  serta  penggunaan  turbin  pleton dengan nilai efisiensi sebesar 0,85. Maka nilai daya yang di hasilakan dari pembangkit ini sebesar  2,22 kiloWatt.
Kata  Kunci— PLTMH,  Sungai  Kalimanting,  Kecamatan Batu Putih

## I. PENDAHULUAN
Energi  listrik  Merupakan  Salah  satu  energy  yang sangat  di  butuhkan  manusia  dalam  kehidupan  sehari-hari namun  pada  kenyataannya  belum  semua  masyarakat  di Indonesia  sudah  merasakan  dampak  pengguanaan  energy listrik  tersebut.  Hal  ini  dikarenakan  kurangnya  sumber energi  listik  atau  bahan  bakar  untuk  pembangkit  energy listrik  itu  sendiri.  Salah  satu  bahan  bakar  pembangkit listrik  yang  banyak  di  gunakan  merupakan  bahan  bakar fosil.
Di  tengah  kebutuhan  energi  listrik  yang  terus meningkat  diiringi  dengan  berkurangnya  persediaan
energi  fosil  yang  selama  ini  menjadi  sumber  daya  utama sebagai  bahan  bakar  dalam  menyediakan  energi  listrik bagi  masayarakat,  maka  dari  itu  perlu  adanya  sebuah trobosan  energy  bagi  keberlangsungan  hidup  masyarakat di  tengah  kemajuan  teknologi  yang  sangat  pesat  yang dimana  hampir  seluruh  teknologi  tersebut  menggunakan energi  listrik  untuk  menjalankanya.  Pembangkit  listrik dengan  menggunakan  energi  baru  dan  terbarukan merupakan  salah  satu  solusi  yang  sangat  dibutuhkan  saat ini  mengingat  energi  yang  dihasilkan  tersedia  secara alami.  Pembangkit  listrik  tenaga  mikrohidro  (PLTMH) merupakan salah satu  pembangkit  listrik  energy baru dan terbarukan  yang  memanfaatkan  debit  air  sebagai  sumber energi utamanya.
Pemilihan  PLTMH  sebagai  pembangkit  listrik  bukan tanpa  alasan  namun  menimbang  dari  berkurangnya pengguanaan  energy  fosil  karena  menggunakan  air sebagai  penggerak  utamanya,  biaya  perawatan  yang rendah  serta  mengurangi  dampak  kerusakan  lingkungan seperti  pencemaran  udara  pada  penggunaan  bahan  bakar fosil yang menimbulkan pencemaran udara.

## II. LANDASAN TEORI
PLTMH  merupakan  pembangkit  listrik  skala  kecil dengan  debit  air  yang  kecil.  Air  yang  bisa  digunakan untuk  PLTMH  harus  mempunyai  kapasitas  aliran  serta tinggi  jatuh  air  tertentu,  yang  dapat  diguanakan  untuk PLTMH  adalah  saluran  irigasi  dan  sungai-sungai  dengan cara  memanfaatkan  tinggi  jatuh  air  dan  kapasitasnya mengacu pada jumlah volume aliran air persatuan waktu. Tinggi  jatuh  air  dan  kapasitas  air  berpengaruh  terhadap daya  listrik  yang  dihasilkan.  PLTMH  bisa  menghasilkan listrik hingga 100kW.
Mikrohidro  hanyalah  sebuah  istilah.  Mikro  artinya kecil  sedangkan  Hidro  artinya  air.  Dalam  prakteknya istilah  ini  tidak  merupakan  sesuatu  yang  baku  namun Mikro  Hidro,  pasti  menggunakan  air  sebagai  sumber energinya. Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikrohidro (PLTMH) adalah salah satu pembangkit yang menggunakkan  sumber  energi  terbarukan  berupa  aliran sungai  yang  dibendung  menjadi  sebuah  bendungan  atau waduk.  PLTMH  sendiri  memanfaatkan  energi  dari  debit dan  tinggi  terjun  aliran  sungai  yang  sudah  dibendung yang  nanti  energi  tersebut  akan  diubah  menjadi  energi mekanik  dengan  menggunnakan  turbin  air.  Setelah  itu
energi  mekanik  pada  turbin  akan  digunnakan  untuk menggerakkan generator yang menghasilkan daya listrik.
Pembangkit  lisrik  tenaga  mikrohidro  dapat  dipetakan sebagai suatu sistem yang terdiri dari beberapa komponen bangunan  sipil  serta  komponen  elektrik  dan  mekanikal, komponen-komponen  tersebuet  antara  lain  sebagai berikut:
1. Waduk ( Reservoir )
Waduk adalah danau yang dibuat untuk membendung sungai  guna memperoleh air sebanyak mungkin sehingga mencapai  elevasi.  Semakin  tinggi  debit  air  maka  akan semakin kuat tekanan air saat melewati pipa. Waduk juga berfungsi untuk mengendapkan lumpur dari air. Sehingga perlu  adanya  kegiatan  pembersihan  secara  berkala  untuk mengurangi endapan lumpur.
2. Bendungan (Dam)
Dam  berfungsi  menutup  aliran  sungai  -  sungai sehingga  terbentuk  waduk.  Tipe  bendungan  harus memenuhi syarat topografi, geologi dan syarat lain seperti bentuk  serta  model  bendungan.  Bendungan  mempunyai dua keluaran saluran air dimana mengalir pada pipa pesat dan mengalir pada terasering persawahan. 3. Saringan ( Sand Trap )
Saringan  ini  dipasang  didepan  pintu  pengambilan  air, berguna  untuk  menyaring  kotoran  -  kotoran  atau sampah yang  terbawa  sehingga  air  menjadi  bersih  dan  tidak mengganggu operasi mesin PLTMH.
4. Pintu Pengambilan Air ( Intake )
Pintu  Pengambilan  Air  adalah  pintu  yang  dipasang diujung  pipa  dan  hanya  digunakan  saat  pipa  pesat dikosongkan  untuk  melaksakan   pembersihan  pipa  atau perbaikan.  Selain  itu intake juga  berfungsi  untuk mengendalikan  aliran  air  ketika  debit  air  kecil. Intake ditutup  untuk  mengalirkan  air  ke  persawahan  terasering, setelah persawahan cukup air maka intake kembali dibuka sehingga  dapat  kembali  menggerakkan  turbin  dan generator untuk memproduksi listrik.
5. Pipa Pesat ( Penstok )
Fungsinya untuk mengalirkan air dari waduk atau dam menuju  turbin.  Pipa  pesat  mempunyai  posisi  kemiringan yang tajam  dengan maksud agar diperoleh  kecepatan dan tekanan  air  yang  tinggi  untuk  memutar  turbin. Konstruksinya harus diperhitungkan agar dapat menerima tekanan besar yang timbul termasuk tekanan dari pukulan air.
6. Katub Utama ( Main Valve )
Katub utama dipasang didepan turbin berfungsi untuk membuka  aliran  air,  menstart  turbin  atau  menutup  aliran (menghentikan  turbin).  Katup  utama  ditutup  saat perbaikan  turbin  atau  perbaikan  mesin  dalam  rumah pembangkit.  Pengaturan  tekanan  air  pada  katup  utama digunakan pompa hidrolik. Katub ini juga berfungsi untuk menghindari  benturan  yang  keras  dari  air  ketika  intake dibuka.
7. Rumah Pembangkit ( Power House )
Gedung Sentral merupakan tempat instalasi turbin air, generator, peralatan bantu, ruang pemasangan, ruang pemeliharaan dan ruang kontrol.
8. Turbin
Merupakan  salah  satu  bagian  penting  dalam  PLTMH yang  menerima  energi  potensial  air  dan  mengubahnya menjadi  putaran  (energi  mekanis).  Putaran  turbin
dihubungkan  dengan  generator  untuk  menghasilkan listrik.
9. Generator Generator yang digunakan adalah generator pembangkit  listrik  AC.  Untuk  memilih  kemampuan generator  dalam  menghasilkan  energi  listrik  disesuaikan dengan  perhitungan  daya  dari  data  hasil  survei. Kemampuan  generator  dalam  menghasilkan  listrik biasanya dinyatakan dalam Volt Ampere (VA) atau dalam kilo volt Ampere (kVA).

## III. METODE PENELITIAN
1. Tempat Penelitian Penelitian  ini  akan  dilakukan  di  sungai  Kalimanting,
Desa Kalimanting, Kabupaten Berau, Provinsi Kalimantan  Timur.  Lokasi  ini  di  pilih  karena  memiliki aliran  air  yang  terus  mengalir  walapun  pada  musim kemarau.  Selain itu daerah ini juga merupakan salah satu daerah yang hingga saat ini belum mendapatkan distribusi energy  listrik  dari  pemerintah,  sehigga  perlu  adanya sebuah  pembangkit  listrik  sebagai  solusi  bagi  kebutuhan energy listrik masyarakat disana.
2. Metode Penelitian Dalam menyelesaikan penelitian ini penulis menerapkan beberapa metode penelitian, yang ditampilkan dalam flowchart berikut:
Study literatur yaitu melakukan pengumpulan literatur-literatur  berupa  jurnal    penelitian,  artikel,  buku referensi  serta  sumber-sumber  lainnya  yang  berkaitan dengan  penelitian  ini.  Pengumpulan  data  dengan melakukan  survei  berupa  pengukuran  debit  air  dan pemetaan  topografi.  Melakukan  studi  dan  analisis kelayakan 3. Alat dan Bahan
Dalam  melakukan  penilitian  ini  di  perlukan  beberapa alat dan bahan sebagai berikut:
a. Meteran
b. Botol plastik
c. Stopwatch
d. GPS
e. Alat tulis
f. Tongkat ukur
g. Tali plastik

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1. Hasil Dan Pembahasan
Untuk  mencari  kecepatan  arus  sungai  digunakan persamaan sebagai berikut:
Dengan: V = Kecepatan aliran (m/s) D = Jarak penghanyut (m) T = Waktu tempuh (s)
Untuk  mencari  luas  penampang  dan  debit  aliran  sungai digunakan persamaan berikut:
Dengan: Q = Debit aliran sungai (m 2 /s) V = Kecepatan aliran sungai (m/s) A = Luas penampang (m) L = Lebar penampang (m) d = Kedalaman rata rata (m)
Prinsip  pembangkitan  listrik  tenaga  mikrohidro merupakan  proses  konservasi  energi  air  menjadi  energi listrik.  Air  dalam  jumlah  tertentu  yang  jatuh  karena gravitasi  dari  ketinggian  tertentu  menggerakkan  turbin yang  ada  pada  PLTMH  ysng  selanjutnya  memutar generator untuk membangkitkan tenaga listrik.
Tabel 1 Data Hasil Pengukuran
36 34 35 31 15 30,2
1/4 2,00 1,3 1,32 1,04 1,2 1,372 1/2 1,3 1,03 1,14 1,2 1,3 1,194 3/4 1,2 1,08 1,1 1,15 1,19 1,144 1 1,51 1,11 1,03 1,09 1,1 1,168 Jarak (M)
0-10
Rata Rata
Lebar Sungai (M) 6,1 Kedalaman (Cm) Kecepatan Botol ( menit ) Tabel 2 Hasil Perhitungan Debit Air V = D/T A = L x d Q = V x A 7,288629738 1342,71137 8,37520938 1542,881072 8,741258741 1610,314685 8,561643836 1577,226027 1518,28329 184,22

## Debit rata -rata
Daya  yang  di  hasilkan  dapat  dihitung  dengan  persamaan berikut:
Dengan:
P = Daya listrik (watt)
= Massa jenis air (kg/m3) Q = Debit (m3/detik) H = Tinggi terjun air efektif (m) 𝜂 t = Efisiensi  dari turbin 𝜂 g = Efisiensi dari generator 𝜂 r = Efisiensi dari transmisi mekanik g = Percepatan gravitasi (9,8 m/s 2 )
Pengaruh  ketinggian  jatuh  air  efektif  (H net) dan  besarmya debit air (Q) dalam pemilihan turbin  dilihat pada gambar daerah operasi turbin di bawah ini.
Gambar 1 Daerah operasi pemilihan turbin air
Tabel 3 Efisiensi turbin air No. Jenis Turbin Efisiensi ( 𝜂 ) 1. Kaplan dan Propeller 0,8 – 0,9 2. Francis 0,8 – 0,9 3. Pelton 0,8 – 0,85 4. Crossflow 0,7 – 0,8 Sumber : Fitriani Said, 2009
Tenaga  air  yang  dapat  digunakan  adalah  aliran  air yang  mengalir  karena  perbedaan  tingkat  ketinggian  baik dari  air  terjun,  aliran  sungai  danau  atau  bendungan. Pengukuran  ketinggian  tempat  ini  menggunakan  GPS. Ketinggian jatuh air efektif (H net ) dari tingkat yang paling tinggi  ke  tempat  yang  paling  rendah  dimanfaatkan  untuk memutar  turbin  yang  selanjutnya  akan  memutar generator.  Ketingian  jatuh  air  efektif  dapat  dihitung dengan persamaan di bawah ini:
𝐻𝑒𝑓𝑓 = 𝐻𝑏𝑟𝑢𝑡𝑜 𝐻𝑏𝑟𝑢𝑡𝑜 = elevasi upstream – elevasi downstream
Dengan:
𝐻𝑏𝑟𝑢𝑡𝑜 = perbedaan tinggi muka air di hulu dan hilir Sehingga di dapatkan nilai ketinggian sebagai berikut: 𝐻𝑏𝑟𝑢𝑡𝑜 = elevasi upstream – elevasi downstream = 105 m – 85 m
Hbruto = 20 m
Maka:
𝐻 eff = 𝐻𝑏𝑟𝑢𝑡𝑜 = 20 m
Perhitungan nilai daya yang dihasilkan :
W kW Energi yang dihasilkan selama satu hari adalah:

## V. KESIMPULAN
Dari  hasil  pengukuran  dilapangan  serta  analisa perhitungan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan  nilai  tinggi  jatuh  air  yang  dihasilkan turbin  air  yang  cocok  digunakan  adalah  turbin  air jenis Propeller dengan nilai efisiensi sebesar 0,9
2. Nilai daya yang dihasilkan pada saat musim kemarau selama  satu  hari  sebelum  terhubung  ke  generator adalah  sebesar  57,12  kW,  sedangkan  setelah dihubungkan ke generator nilai daya yang dihasilkan menjadi 47,76 kW
3. Nilai  daya  yang  dihasilkan  pada  saat  musim penghujan  selama  satu  hari  sebelum  terhubung  ke generator  adalah  sebesar  63,84  kW,  sedangakan setelah  dihubungkan  ke  generator  nilai  daya  yang dihasilakan menjadi 53,28 kW
4. Berdasarkan  nilai  daya  dari  hasil  analisa  yang dilakukan  maka  dapat  dikatakan  bahwa  sungai Pancakaria  memiliki  potensi  sebagai  pembangkit listrik  tenaga  mikrohidro  yang  cukup  baik  untuk memenuhi kebutuhan energi listrik bagi masyrakat di kecamatan Batu Putih kabuaten Berau.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terimakasih  penulis  ucapkan  kepada  Segenap  Civitas Akademika  Fakultas  Teknik  terutama  Jurusan  Teknik  Elektro, Pemerintah  Daerah  Kabupaten  Barau  dalam  hal  ini  aparat  desa Kayu  Indah  dan  rekan-rekan  Tim  Energi  Terbarukan  Teknik Elektro  yang  telah  banyak  membantu  Penulis  dalam menyelesaikan penelitian ini.

## REFERENSI
[1] Alternate  Hydro  Energy  Centre,  2007.  Mini  Hydro Electric Based Electrical Power Plant (2 x 75 kW). Indian Institute of Technology Roorkee, India
[2] Hamdi,2014.  “Energi  Terbarukan”.  Kencana,  Jakarta. S. Zhang, C. Zhu, J. K. O. Sin, and P. K. T. Mok, “A novel ultrathin elevated  channel  low-temperature  poly-Si  TFT,” IEEE  Electron Device Lett. , vol. 20, pp. 569–571, Nov. 1999.
[3] Sukandarrumidi,  K.Z.  Hery,  W.Djoko.,  2015.  “Energi Terbarukan  Konsep  Dasar  menuju  Kemandirian  Energi”. UGM Press, Yogyakarta. R. E. Sorace, V. S. Reinhardt, and S. A.  Vaughn,  “High-speed  digital-to-RF  converter,”  U.S.  Patent  5
668 842, Sept. 16, 1997.
[4] Triatmodjo,  B.,  2008.  “Hidrologi  Terapan”.  Beta  Offset, Yogyakarta. FLEXChip  Signal  Processor  (MC68175/D) , Motorola, 1996.
[5] Fitriani,  dkk.  2009,  “Kajian  Potensi  Sumberdaya  Energi Alternatif Kota Tarakan..
[6] Isnaeni,  M.B.S.,  2005.  Motor  Induksi  sebagai  Generator (MIsG).  Jurusan  Teknik  Elektro  FT  UGM,  Seminar
Nasional  Ketanagalistrikan,  Universitas  Diponegoro, Semarang.
[7] Ngadirin,  2004.  Suatu  Kajian  Pembangkitan  Listrik  Tenaga Mikrohidro.  Jurnal  Teknik  Elektro  Volume  4  Nomor  1,  Januari- April