Potensi PLTA berskala Mini/Mikrodi Indonesia

Potensi air di Indonesia mencapai 75,67 GW, namun baru dimanfaatkan sekitar 4,2 GW

Sumber Data: IMIDAP Tahun 2010

Di antaranya potensi mini/mikro hidro sekitar 450 MW, namun yang dimanfaatkan barulah 230 MW

Teknologi

Planning & Design

Execution

O/M

• Survey (Topografi, Geologi, Geo Teknik, Hidrologi)

• Pengolahan data

• Perencanaan Sistem dan Disain)

• Bangunan Sipil

• Turbin & pelengkapnya

• Generator dan pelengkapnya

• Panel kontrol dan pelengkapnya

• Monitoring• Recording• Maintenance

(incl. preventif )

Prioritas Bidang EnergiTema Prioritas Pencapaian ketahanan energi nasional yang menjamin kelangsungan pertumbuhan

nasional melalui restrukturisasi kelembagaan dan optimasi pemanfaatan energi alternatif seluas-luasnya

Substansi Inti Kebijakan: Pengambilan kewenangan atas kebijakan energi ke dalam Kantor Presiden

untuk memastikan penanganan energi nasional yang terintegrasi sesuai dengan Rencana Induk Energi Nasional

Restrukturisasi BUMN: Transformasi dan konsolidasi BUMN bidang energi dimulai dari PLN dan Pertamina yang selesai selambat-lambatnya 2010 dan diikuti oleh BUMN lainnya

Kapasitas energi: Peningkatan kapasitas pembangkit listrik sebesar rata-rata 3.000 MW per tahun mulai 2010 dengan rasio elektrifikasi yang mencakup 62% pada 2010 dan 80% pada 2014; dan produksi minyak bumi sebesar lebih dari 1,2 juta barrel per hari mulai 2014

Energi alternatif: Peningkatan pemanfaatan energi terbarukan termasuk energi alternatif geothermal sehingga mencapai 2.000 MW pada 2012 dan 5.000 MW pada 2014 dan dimulainya produksi coal bed methane untuk membangkitkan listrik pada 2011 disertai pemanfaatan potensi tenaga surya, microhydro, dan nuklir secara bertahap

Hasil ikutan dan turunan minyak bumi/gas: Revitalisasi industri pengolah hasil ikutan/turunan minyak bumi dan gas sebagai bahan baku industri tekstil, pupuk dan industri hilir lainnya

Konversi menuju penggunaan gas: Perluasan program konversi minyak tanah ke gas sehingga mencakup 42 juta Kepala Keluarga pada 2010; penggunaan gas alam sebagai bahan bakar angkutan umum perkotaan di Palembang, Surabaya, dan Denpasar

Status Potensi Energi Baru Terbarukan (2009)

Potensi (MW) (MW) %

Tenaga Air 75,670 4,200 5.55Panas Bumi 27,510 1,189 4.32Mikrohidro 500 86 17.22Biomassa 49,800 445 0.89Energi Angin 9,290 1.1 0.01Energi Surya 4.8*) 12.1 G elombang 10 – 35**)Total 162,770 5,921 3.64*) kWh/m2/hari **) MW per km coast length

Pemanfaatan Jenis Energi

Klasifikasi PLTMH

Sekilas Mengenai PLTMH

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) merupakan suatu pembangkit skala kecil yang mengubah energi potensial air menjadi kerja mekanis, dengan cara memutar turbin dan generator untuk menghasilkan daya listrik skala kecil.Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakan energi air. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya (resources) penghasil listrik adalah memiliki kapasitas aliran dan ketinggian tertentu dan instalasi. Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energy listrik.

Bendungan pengalih (intake)

Bak pengendap (Settling Basin)

Turbin

Pipa pesat (penstock)

Saluran Pembawa (Headrace)

Generator

Komponen Utama dari PLTMH

Dam/Bendungan merupa-kan tempat penam-pungan air. Bendungan untuk instalasi PLTMH dapat berupa bendungan beton atau bendungan beronjong. Dam pengalih berfungsi untuk mengalih-kan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai ke dalam sebuah bak pengendap.

DAM/BENDUNGAN PENGALIH (INTAKE)

Saluran Pembawa :Berfungsi mengalirkan air dari intake menuju pipa pesat dengan menjaga ketinggian muka airnya.

Kemiringan relative kecil. Tipe Saluran Pembawa biasanya sangat tergantung pada kondisi topografi geologi daerah yang dilewati

Saluran pembawa dapat berupa saluran terbuka, pipa ataupun terowongan, baik bertekanan ataupun tidak bertekanan

Saluran Pembawa (Headrace)

Konstruksi saluran dapat berupa pasangan batu kali atau hanya berupa tanah yang digali.

Pada saluran yang panjang perlu dilengkapi dengan saluran pelimpah untuk setiap jarak tertentu. Jika terjadi banjir pada saluran tersebut, kelebihan air akan terbuang melalui saluran pelimpah.

Bak pengendap ini biasanya seperti kolam yang dibuat dengan memperdalam dan memperlebar sebagian saluran penghantar dan menambahnya dengan saluran penguras. Fungsinya untuk mengendapkan pasir dan menyaring kotoran yang hanyut, sehingga air yang masuk ke turbin relatif bersih.

Bak pengendap (Setling Basin)

Bak Penenang (Forebay)

Bak penenang (forebay) terletak diujung saluran pembawa. Fungsi bak penenang :a. Mengontrol perbedaan debit dalam penstock dan sebuah saluran pembawa karena fluktuasi beban.

b. Pemindahan sampah terakhir (tanah danpasir, kayu yang mengapung, dll.) dalam air yang mengalir

Struktur bak penenang terdiri dari bak pengendap (setting basin), saluran pelimpah (spillway), trashrack, dan bak penenang sendiri. Bangunan ini sering kali dikenal dengan istilah head tank sebagai reservoir air yang terletak pada sisi atas untuk aliran ke unit turbin yang terletak dibagian bawah. Beda jatuh air ini yang dikenal head.

Pipa pesat (penstock) merupakan pipa pengatur dengan diameter besar, berfungsi untuk menyalurkan air dari bendungan ke sudu-sudu turbin. Pipa pesat umumnya terbuat dari baja, bisa juga dengan beton bertulang dan kayu,pada tempat pemasukan pipa pesat terdapat saringan halus, sedangkan untuk pengosongan pipa terdapat pintu air. Pipa tadi dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air yang dikenal sebagai sebuah turbin. Untuk menentukan diameter dari penstock (pipa pesat) digunakan persamaan yaitu :

Di mana :D = diameter pipa pesat (m)H = perkiraan tinggi jatuh bersih (m)Qd = desain debit (m3/dt)

Pipa pesat (penstock)

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.

TurbinTurbin Francis Mini (1 MW)

Pipa hisap berfungsi untuk menghisap air, mengembalikan tekanan aliran yang masih tinggi ke tekanan atmosfer

Pipa Hisap

Pengalih beban berfungsi sebagai beban sekunder (dummy) ketika beban konsumen mengalami penurunan. Kinerja pengalih beban ini diatur oleh panel kontrol.

Pengalih beban (Ballast Load)

Generator berfungsi untuk menghasilkan listrik dari putaran mekanis. Panel kontrol. Panel kontrol berfungsi untuk menstabilkan tegangan

Generator

PRINSIP KERJA PEMBANGKIT LISTRIKTENAGA MIKROHIDRO

Prinsip dasar mikrohidro adalah memanfaatkan energi potensial yang dimiliki oleh aliran air pada jarak ketinggian

tertentu dari tempat instalasi pembangkit listrik.Sebuah skema mikrohidro memerlukan dua hal yaitu,

debit air dan ketinggian jatuh (head) untuk menghasilkan tenaga yang dapat dimanfaatkan.

Perubahan tenaga potensial air menjadi tenaga listrik tidaklah langsung, melainkan melalui beberapa tahapan berturut-turut sebagai berikut :

Tenaga potensial

Tenaga kinetik

Tenaga mekanik

Tenaga listrik

Contoh 2: Turbin Francis Mini (~ 1MW)

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHYDRO (PLTMH)

Mikro Hydro atau yang dimaksud dengan Pembangkit Listrik Tenaga

Mikro Hydro (PLTMH), adalah suatu pembangkit skala kecil yang

menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti saluran

irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan

tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air. Mikro Hydro merupakan

sebuah istilah yang terdiri dari kata mikro yang berarti kecil, dan

hydro yang berarti air.

Secara teknis, mikro hydro memiliki tiga komponen utama yaitu air

(sebagai sumber energi), turbin dan generator. Mikrohydro mendapatkan

energy dari aliran air yang memiliki pebedaan ketinggian tertentu.

pada dasarnya, mikrohydro memanfaatkan energy potensial jatuhan air

(head). semakin tinggi jatuhan air tersebut, maka akan semakin besar

pula energi potensialnya dan besar pula energi listrik yang bisa

diperoleh.

Disamping faktor geografis (tata letak sungai), tinggi jatuhan air dapat

pula diperoleh dengan membendung aliaran air, sehingga permukaan air

tinggi. Aliran air yang dialirkan melalui pipa pesat dikirim menuju

rumah pembnagkit (power house) yang pada umumnya dibangun di dekat

tepi

sungai untuk menggerakkan turbin yang nantinya tirbin tersebut akan

menggerakan generator dan menghasilkan listrk.

Energi potensial dari air yang jatuh dalam pipa pesat akan memutar

turbin air dan energi tersebut berubah menjadi energi mekanik.

turbin yang berputar dikopel dengan generator, sehingga energi mekanik

turbin akan menimbulkan energi mekanik pula pada rotor generator dan

berubah menjadi energi listrik.

Namun, namanya saja mikro, maka listrik yang dapat dihasilkan tidak

besar bila dibandingkan dengan PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)

walaupun prinsip kerjanya sangat mirip. Hal yang membedakan hanya

skalanya saja dan PLTMH tidak memerlukan bendungan atau aliran sungai

skala besar.

LHEuNI[uNGAN IIJLLIIIH :

1.PLTMH sangat murah biaya maintenance (perawatan) dan tidak

membutuhkan bahan bakar, karena PLTMH menggunakan energi alam.

2.Air merupakan sumber daya energi terbarukan dan bersifat continue.

3.Tidak ada limbah atau pencemaran.

4.Memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dioperasikan di

daerah terpencil dengan tenaga terampil penduduk daerah setempat

dengan sedikit latihan.

5.Dapat dipadukan dengan program lainnya seperti irigasi dan perikanan.

6.Efesiensinya tinggi.

Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohydro

Daya yang masuk (Pgross) merupakan penjumlahan dari daya yang dihasilkan (Pnet)

ditambah dengan faktor kehilangan energi (losses) dalam bentuk suara atau

panas

akibat dari gesekan air dengan pipa atau komponen-komponen penyalur air. Daya

yang dihasilkan merupakan perkalian dari daya yang masuk dikalikan dengan

efesiensi konversi [Eo].

Pnet = Pgross x Eo [kW]

Daya kotor adalah head kotor (Hgross) yang dikalikan dengan debit air (Q) dan

juga dikalikan dengan sebuah faktor gravitasi (g=9,8) sehingga persamaan

dasar dari pembangkit listrik adalah :

Pnet = g x Hgross x Q x Eo [kW]

Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohydro

Beberapa komponen yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga mikrohydro

baik komponen utama maupun bangunan penunjang antara lain :

1.Dam/Bendungan Pengalih (intake). Dam pengalih berfungsi

untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi

sungai ke dalam sebuah bak pengendap.

2.Bak pengendap (setting basin). Bak pengendap digunakan

untuk memindahkan partikel-partikel berat seperti pasir dari

air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting guna

melindungi komponen-komponen berikutnya dari pasir.

3.Saluran pembawa (Headrace). Saluran ini mengikuti kontur

dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.

4.Pipa pesat (Penstock). Penstok dihubungkan pada sebuah

elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air yang dikenal dengan

sebutan turbin air. Sudut kemiringan penstock dan panjang

penstock ini

sangat berpengaruh akan potensi daya yang dapat dihasilkan dari PLTMH ini.

5.Turbin. Turbin berfungsi untuk mengkonversikan energi

potensial air yang berupa aliran menjadi energi mekanis berupa

putaran tinggi. Jenis turbin tergantung debit, kecepatan

aliran dan head (tekanan) air. Biasanya jenis yang cocok

adalah crossflow, francis, atau pelton. Turbin jenis kaplan

sangat tidak cocok karena biasanya debit dalam PLTMH kecil

dan sangat berpengaruh oleh tinggi jatuh air.

6.Pipa hisap. Pipa hisap berfungsi untuk menghisap air

dan mengembalikan tekanan aliran yang masih tinggi ke

tekanan atmosfer sehingga bisa kembali ke aliran sungai dengan

aman dan tidak menggangu ekosistem sungai.

7.Generator. Generator berfungsi sebagai alat

untuk mengkonversikan energi mekanis dari turbin menjadi

energi listrik. Generator yang cocok untuk PLTMH adalah jenis

asinkron.

8.Panel Kontrol. Panel kontrol berfungsi sebagai penstabil tegangan hasil dari generator tadi.

9.Pengalih Beban (Ballast Load). Pengalih beban berfungsi

sebagai beban sekunder (dummy) ketika mengalami penurunan.

Kinerja pengalih beban ini diatur oleh panel kontrol.

LIEKURANGAN LILLILI U :

1.Biaya investasi yang cukup besar karena area yang

harus diadakan cukup besar karena harus mengalirkan air

dari bendungan atau hulu sungai dan membawanya ke daerah power

house yang ada dihilir.

2.Pembangunan akan merusak ekosistem karena biasanya sungai

yang memiliki elevasi tinggi adalah daerah hulu dan biasanya

masih terjaga alamnya, apabila dibangun PLTMH, biasanya

melakukan perusakan alam dan lingkungan.

3.ekosistem sungai dapat terganggu karena pembuatan bendungan atau setting basin dan saluran pembawa.

4.biasanya kendala utamanya adalah terlalu dipengaruhi oleh

iklim dimana musim akan mempengaruhi debit air yang ada di

sungai. Biasanya hal ini terjadi saat misim kemarau.

NOZZLE PENSTOCK

TURBIN PELTON

TURBIN CROSSFLOW

Perlu diingat bahwa perbedaan antara PLTA dengan PLTMH hanyalah skala nya

saja. PLTA ber-skala lebih besar dan hasil output listrik yang sangat besar pula.

Biasanya membutuhkan waduk besar atau aliran sungai yang besar dan kontinu. Namun,

PLTMH tidak membutuhkan waduk, tapi hanya bak penenang atau penampung guna memisahkan

pasir atau material padat lainnya yang terkandung dalam air tersebut. Hasil output

PLTMH juga terbatas, yakni kurang dari 400kW, di atas itu, sudah dapat dikatakan

sebagai PLTA yang sesungguhnya.

By: www.sky-technical.blogspot.com