KOMPONEN DASAR DALAM PERENCANAAN
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MINI-MIKROHIDRO
Oleh:
Hari Soekarno, Tri Anggono, Agus Heriansyah, Sari
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MINI-MIKROHIDRO
Oleh:
Hari Soekarno, Tri Anggono, Agus Heriansyah, Sari
Aliran sungai dari dataran tinggi menuju lautan memiliki potensi sumber tenaga yang sangat besar. Perencanaan yang matang dalam pengembangan sumber daya ini dapat mengatasi masalah kelangkaan energi di banyak negara. Namun demikian akibat kekurangmatangan dalam perencanaan banyak negara menghadapi krisis sumber daya energi cukup serius meskipun potensi sumber energi air yang belum dikembangkan masih cukup besar. Kebanyakan proyek pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mini-Mikrohidro (PLTMH) menghadapi berbagai hambatan seperti rendahnya faktor beban, ketersediaan data yang cukup dan peran serta masyarakat setempat, hingga mempengaruhi tingginya biaya dan waktu yang dibutuhkan. Di dalam pembangunan PLTMH masalah tersebut harus dapat diatasi hingga tuntas.
Kata Kunci : Faktor beban, mini-mikrohidro, turbin, generator, teknologi, energi listrik, potensi, desa terpencil.
Abstract
River and streams, while flowing from the high mountain to the sea, carry huge power potential. Systematic planning in developing this power would solve the power scarcity of many countries. However due to the lack of advance planning, a large number of developing countries are facing serious power crises although huge potential of hydro power still remains underutilized. Many small hydropower projects encounter various obstructions such as low load factor, reliable data availability and local community participation leading to time and cost over-run. For a small hydropower scheme all these problems should be overcome to a large extent.
Key Words : load factor, mini-microhydro, turbin, generator, technology, electric energy, potential, rural area
Kata Kunci : Faktor beban, mini-mikrohidro, turbin, generator, teknologi, energi listrik, potensi, desa terpencil.
Abstract
River and streams, while flowing from the high mountain to the sea, carry huge power potential. Systematic planning in developing this power would solve the power scarcity of many countries. However due to the lack of advance planning, a large number of developing countries are facing serious power crises although huge potential of hydro power still remains underutilized. Many small hydropower projects encounter various obstructions such as low load factor, reliable data availability and local community participation leading to time and cost over-run. For a small hydropower scheme all these problems should be overcome to a large extent.
Key Words : load factor, mini-microhydro, turbin, generator, technology, electric energy, potential, rural area
1. Pendahuluan
Pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro pada dasarnya dibangun dalam rangka program Listrik Masuk Desa (LISDES) dengan pemanfaatan sumber tenaga air. Proyek pembangunan ini terutama diarahkan untuk daerah-daerah terpencil yang tidak terjangkau jaringan PLN.
Pembangkitan dilakukan dengan memanfaatkan aliran air dari anak-anak sungai yang kecil atau dari saluran irigasi. Salah satu faktor yang menarik dari pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro adalah teknologinya yang relatif sederhana. Namun demikian, apabila studi kelayakan sebelum dilaksanakannya proyek pembangunan ini tidak memadai maka akibatnya operasi pembangkitannya menjadi kurang efisien bahkan tidak dapat beroperasi sama sekali.
2. Potensi
Pembangkit listrik mikrohidro adalah suatu pembangkit yang dapat menghasilkan energi listrik sampai dengan 100 KW sedangkan untuk pembangkit listrik yang dapat menghasilkan energi listrik sebesar 100 KW – 5 MW didefinisikan sebagai pembangkit listrik mini hidro (Bapangsamirana, 2001).
Potensi mini-mikrohidro power di Indonesia sekitar 7.500 MW dengan kapasitas terpasang sebesar 200 MW (Mumpuni, 2001). Menurut data Badan Pusat Statistik (BPS) tahun 2000, sekitar 60 % penduduk Indonesia tinggal di desa terpencil. Jumlah desa di Indonesia sebanyak 58.545 desa, sampai akhir Desember 2000 yang telah memiliki listrik sebanyak 49.155 desa (Anonimous (b) ,2001).
2.1. Keuntungan Mini-mikrohidro Power
Beberapa kelebihan mini-mikrohidro dari energi lain (Das, 2002) adalah :
· Bersih Lingkungan
· Renewable energi
· Tidak konsumtif terhadap pemakaian air
· Mudah dioperasikan sebagai base load maupun peak load (dapat dengan cepat on/off)
· Biaya operasi rendah
· Tahan Lama (Long Life)
· Sesuai untuk daerah terpencil
2.2. Faktor Beban
Kebanyakan dari proyek pembangunan mini-mikrohidro ditujukan untuk daerah-daerah terpencil yang belum dilalui oleh jaringan listrik PLN. Masalah yang berkembang saat ini timbul akibat dari faktor keekonomiannya. Pemakaian energi listrik oleh masyarakat pedesaan umumnya hanya berkisar antara 4 – 5 jam perhari atau 14 – 16 % dari daya yang terpasang. Rendahnya pemakaian energi (faktor beban) tersebut disebabkan oleh pemakaian yang hanya sebagai lampu penerangan semata.
Keekonomian dari pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro dapat dicapai dengan suatu rencana yang matang dengan melibatkan peran serta masyarakat setempat secara aktif sejak awal pembangunan proyek dan integrasi dari aparat dengan warga desanya.
Selain itu pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro memiliki jaringan transmisi dan distribusi sendiri yang pengoperasian dan pengelolaannya dapat diserahkan langsung kepada pengurus desa setempat melalui badan usaha koperasi. Sebagai contoh keberhasilan proyek mini-mikrohidro di Cina disebabkan tingginya tingkat pemakaian energi listrik dengan faktor beban mencapai 50 – 60 % (Das, 2001) dari kapasitas daya terpasang dan pengelolaannya diserahkan kepada koperasi.
Model sederhana rencana penggunaan energi listrik yang dihasilkan untuk mencapai faktor beban lebih dari 50 % (Das, 2001) adalah sebagai berikut :
Siang Hari :
· Penggilingan hasil-hasil pertanian
· Memasak
· Industri kecil (pendinginan, penyulingan, dll)
Sore Hari :
· Lampu penerangan
· Peralatan rumah tangga
Malam Hari :
· Penetasan telur
· Pengasapan ikan
· Pengeringan hasil-hasil pertanian
3. Jenis Instalasi PLTMH
Secara garis besar jenis instalasi PLTMH dapat dikelompokkan menjadi dua. Yaitu instalasi daerah pegunungan dan instalasi daerah datar.
3.1. Instalasi Daerah Pegunungan
Jenis instalasi untuk daerah pegunungan pada umumnya terdiri dari komponen sebagai berikut (Anonimous (a), 1999):
1. Pintu Pengambilan (Intake/Diversion)
2. Bak Pengendapan (Desilting Tank)
3. Saluran Penghantar (Headrace)
4. Bak Penenang (Forebay)
5. Pipa pesat (Penstock)
6. Gedung Pembangkit (Power House)
7. Saluran Buang (Tailrace)
8. Jaringan Transmisi (Grid Line)
Gambar 1. Instalasi PLTMH untuk daerah pegunungan (Anonimous (a), 1999)
Pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro pada dasarnya dibangun dalam rangka program Listrik Masuk Desa (LISDES) dengan pemanfaatan sumber tenaga air. Proyek pembangunan ini terutama diarahkan untuk daerah-daerah terpencil yang tidak terjangkau jaringan PLN.
Pembangkitan dilakukan dengan memanfaatkan aliran air dari anak-anak sungai yang kecil atau dari saluran irigasi. Salah satu faktor yang menarik dari pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro adalah teknologinya yang relatif sederhana. Namun demikian, apabila studi kelayakan sebelum dilaksanakannya proyek pembangunan ini tidak memadai maka akibatnya operasi pembangkitannya menjadi kurang efisien bahkan tidak dapat beroperasi sama sekali.
2. Potensi
Pembangkit listrik mikrohidro adalah suatu pembangkit yang dapat menghasilkan energi listrik sampai dengan 100 KW sedangkan untuk pembangkit listrik yang dapat menghasilkan energi listrik sebesar 100 KW – 5 MW didefinisikan sebagai pembangkit listrik mini hidro (Bapangsamirana, 2001).
Potensi mini-mikrohidro power di Indonesia sekitar 7.500 MW dengan kapasitas terpasang sebesar 200 MW (Mumpuni, 2001). Menurut data Badan Pusat Statistik (BPS) tahun 2000, sekitar 60 % penduduk Indonesia tinggal di desa terpencil. Jumlah desa di Indonesia sebanyak 58.545 desa, sampai akhir Desember 2000 yang telah memiliki listrik sebanyak 49.155 desa (Anonimous (b) ,2001).
2.1. Keuntungan Mini-mikrohidro Power
Beberapa kelebihan mini-mikrohidro dari energi lain (Das, 2002) adalah :
· Bersih Lingkungan
· Renewable energi
· Tidak konsumtif terhadap pemakaian air
· Mudah dioperasikan sebagai base load maupun peak load (dapat dengan cepat on/off)
· Biaya operasi rendah
· Tahan Lama (Long Life)
· Sesuai untuk daerah terpencil
2.2. Faktor Beban
Kebanyakan dari proyek pembangunan mini-mikrohidro ditujukan untuk daerah-daerah terpencil yang belum dilalui oleh jaringan listrik PLN. Masalah yang berkembang saat ini timbul akibat dari faktor keekonomiannya. Pemakaian energi listrik oleh masyarakat pedesaan umumnya hanya berkisar antara 4 – 5 jam perhari atau 14 – 16 % dari daya yang terpasang. Rendahnya pemakaian energi (faktor beban) tersebut disebabkan oleh pemakaian yang hanya sebagai lampu penerangan semata.
Keekonomian dari pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro dapat dicapai dengan suatu rencana yang matang dengan melibatkan peran serta masyarakat setempat secara aktif sejak awal pembangunan proyek dan integrasi dari aparat dengan warga desanya.
Selain itu pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro memiliki jaringan transmisi dan distribusi sendiri yang pengoperasian dan pengelolaannya dapat diserahkan langsung kepada pengurus desa setempat melalui badan usaha koperasi. Sebagai contoh keberhasilan proyek mini-mikrohidro di Cina disebabkan tingginya tingkat pemakaian energi listrik dengan faktor beban mencapai 50 – 60 % (Das, 2001) dari kapasitas daya terpasang dan pengelolaannya diserahkan kepada koperasi.
Model sederhana rencana penggunaan energi listrik yang dihasilkan untuk mencapai faktor beban lebih dari 50 % (Das, 2001) adalah sebagai berikut :
Siang Hari :
· Penggilingan hasil-hasil pertanian
· Memasak
· Industri kecil (pendinginan, penyulingan, dll)
Sore Hari :
· Lampu penerangan
· Peralatan rumah tangga
Malam Hari :
· Penetasan telur
· Pengasapan ikan
· Pengeringan hasil-hasil pertanian
3. Jenis Instalasi PLTMH
Secara garis besar jenis instalasi PLTMH dapat dikelompokkan menjadi dua. Yaitu instalasi daerah pegunungan dan instalasi daerah datar.
3.1. Instalasi Daerah Pegunungan
Jenis instalasi untuk daerah pegunungan pada umumnya terdiri dari komponen sebagai berikut (Anonimous (a), 1999):1. Pintu Pengambilan (Intake/Diversion)
2. Bak Pengendapan (Desilting Tank)
3. Saluran Penghantar (Headrace)
4. Bak Penenang (Forebay)
5. Pipa pesat (Penstock)
6. Gedung Pembangkit (Power House)
7. Saluran Buang (Tailrace)
8. Jaringan Transmisi (Grid Line)
Gambar 1. Instalasi PLTMH untuk daerah pegunungan (Anonimous (a), 1999)
Gambar 1. menunjukkan instalasi untuk daerah pegunungan dengan komponen-komponen seperti diatas.
3.2 Instalasi Daerah Datar
Gambar 2. Instalasi PLTMH untuk daerah dataran
Gambar 2. Instalasi PLTMH untuk daerah dataran Jenis instalasi untuk daerah datar pada umumnya terdiri dari komponen pokok (Chandrasekhar, 2002) sebagai berikut :
1. Pintu Pengambilan (Intake/Diversion)
2. Saluran Tenaga (Power Canal)
3. Saluran Penghantar (Headrace)
4. Gedung Pembangkit (Power House)
5. Saluran Buang (Tailrace)
6. Jaringan Transmisi (Grid Line)
Seperti yang terlihat pada Gambar 2.
4. PemilihanTeknologi
Pemilihan teknologi pada pembangunan pembangkit mini-mikrohidro terutama terletak pada pemilihan komponen utamanya yaitu turbin dan generator. Hal ini disebabkan daerah yang akan dipasang pembangkit listrik mini-mikrohidro memiliki karakteristik yang spesififik.
4.1. Turbin
Pemilihan jenis turbin tenaga air bergantung pada head dan debit air. Untuk daerah pegunungan yang memiliki ketinggian dengan debit rendah jenis turbin high head lebih cocok digunakan sedangkan di daerah datar dengan debit air yang besar dapat menggunakan jenis turbin canal drop low head.
Petunjuk umum pemilihan jenis turbin untuk pembangkit listrik mini-mikrohidro berdasarkan ketinggian terlihat pada Tabel.1.
4.2. Jenis Generator
Secara umum ada dua jenis generator yang digunakan pada PLTMH, yaitu generator sinkron dan generator induksi.
4.2.1. Generator Sinkron
Generator sinkron bekerja pada kecepatan yang berubah-ubah. Untuk dapat menjaga agar kecepatan generator tetap, digunakan speed governor elektronik. Generator jenis ini dapat digunakan secara langsung dan tidak membutuhkan jaringan listrik lain sebagai penggerak awal. Sangat cocok digunakan di desa terpencil dengan sistem isolasi (Modak, 2002).
4.2.2 Generator Induksi
Pada generator jenis induksi tidak diperlukan sistem pengaturan tegangan dan kecepatan. Namun demikian, jenis generator ini tidak dapat bekerja sendiri karena memerlukan suatu sistem jaringan listrik sebagai penggerak awal (Modak, 2002). Generator jenis ini lebih cocok digunakan untuk daerah yang telah dilalui jaringan listrik (Grid System).
Batasan umum generator untuk mini-mikrohidro power (Modak, 2002) adalah :
Output : 50 kVA to 6250 kVA
Voltage : 415, 3300, 6600, dan 11000 Volt
Speed : 375 – 750 RPM
5. Kesimpulan
Untuk menjadikan proyek PLTMH ekonomis dan berkelanjutan perlu diperhatikan faktor-faktor berikut :
· Perencanaan yang menyangkut pemilihan teknologi harus didukung oleh data yang kongkrit, cukup dan dapat diandalkan.
· Peningkatan faktor beban dengan memanfaatkan listrik untuk kegiatan produktif pada siang dan malam hari.
· Pemberdayaan masyarakat setempat beserta aparat terkait sejak awal pembangunan dalam bentuk transfer teknologi dan pelatihan dari institusi terkait.
· Dengan memberikan pengelolaan dan perawatan melalui badan usaha koperasi, diharapkan masyarakat setempat memiliki rasa kepedulian yang tinggi terhadap PLTMH.
Daftar Pustaka
Anonimous(a)., Small Hydro Power, Alternate Hydro Energy Center, University of Roorkee, India 1999.
Anonimous(b)., DJLPE, Statistik Ketenagalistrikan dan Energi Tahun 2000, Jakarta, Oktober 2001.
Bapangsamirana,Y.B., Aspek Administratif Proyek PLTMH, Workshop Pengelolaan dan Perencanaan Teknis Pembangunan PLTMH, UDIKLAT PLN Saguling, November 2001.
Das, Biswajit., An Overview on Small Hydro Power Development, Lecture Notes on Overview of SHP Development, India Februari 2002.
Chandrasekhar, S., Experience of Private Sector in SHP, Lecture Notes on Overview of SHP Development, Bhoruka Power Corp.-Bangalore, India Februari 2002.
Kuldip, S.S., Selection of Hydraulic Turbines for Small Hydro Power, Lecture Notes on Overview of SHP Development, MACT-Bhopal, India Februari 2002.
Modak, T.K., Selection of Hydro Electric Generator, Lecture Notes on Overview of SHP Development, Jyoti Limited-new Dehli, India Februari 2002.
Mumpuni, Sri., Pengembangan Mini-Mikro Hidro di Indonesia, Diskusi Ilmiah METI, 2001.
1. Pintu Pengambilan (Intake/Diversion)
2. Saluran Tenaga (Power Canal)
3. Saluran Penghantar (Headrace)
4. Gedung Pembangkit (Power House)
5. Saluran Buang (Tailrace)
6. Jaringan Transmisi (Grid Line)
Seperti yang terlihat pada Gambar 2.
4. PemilihanTeknologi
Pemilihan teknologi pada pembangunan pembangkit mini-mikrohidro terutama terletak pada pemilihan komponen utamanya yaitu turbin dan generator. Hal ini disebabkan daerah yang akan dipasang pembangkit listrik mini-mikrohidro memiliki karakteristik yang spesififik.
4.1. Turbin
Pemilihan jenis turbin tenaga air bergantung pada head dan debit air. Untuk daerah pegunungan yang memiliki ketinggian dengan debit rendah jenis turbin high head lebih cocok digunakan sedangkan di daerah datar dengan debit air yang besar dapat menggunakan jenis turbin canal drop low head.
Petunjuk umum pemilihan jenis turbin untuk pembangkit listrik mini-mikrohidro berdasarkan ketinggian terlihat pada Tabel.1.
4.2. Jenis Generator
Secara umum ada dua jenis generator yang digunakan pada PLTMH, yaitu generator sinkron dan generator induksi.
4.2.1. Generator Sinkron
Generator sinkron bekerja pada kecepatan yang berubah-ubah. Untuk dapat menjaga agar kecepatan generator tetap, digunakan speed governor elektronik. Generator jenis ini dapat digunakan secara langsung dan tidak membutuhkan jaringan listrik lain sebagai penggerak awal. Sangat cocok digunakan di desa terpencil dengan sistem isolasi (Modak, 2002).
4.2.2 Generator Induksi
Pada generator jenis induksi tidak diperlukan sistem pengaturan tegangan dan kecepatan. Namun demikian, jenis generator ini tidak dapat bekerja sendiri karena memerlukan suatu sistem jaringan listrik sebagai penggerak awal (Modak, 2002). Generator jenis ini lebih cocok digunakan untuk daerah yang telah dilalui jaringan listrik (Grid System).
Batasan umum generator untuk mini-mikrohidro power (Modak, 2002) adalah :
Output : 50 kVA to 6250 kVA
Voltage : 415, 3300, 6600, dan 11000 Volt
Speed : 375 – 750 RPM
5. Kesimpulan
Untuk menjadikan proyek PLTMH ekonomis dan berkelanjutan perlu diperhatikan faktor-faktor berikut :
· Perencanaan yang menyangkut pemilihan teknologi harus didukung oleh data yang kongkrit, cukup dan dapat diandalkan.
· Peningkatan faktor beban dengan memanfaatkan listrik untuk kegiatan produktif pada siang dan malam hari.
· Pemberdayaan masyarakat setempat beserta aparat terkait sejak awal pembangunan dalam bentuk transfer teknologi dan pelatihan dari institusi terkait.
· Dengan memberikan pengelolaan dan perawatan melalui badan usaha koperasi, diharapkan masyarakat setempat memiliki rasa kepedulian yang tinggi terhadap PLTMH.
Daftar Pustaka
Anonimous(a)., Small Hydro Power, Alternate Hydro Energy Center, University of Roorkee, India 1999.
Anonimous(b)., DJLPE, Statistik Ketenagalistrikan dan Energi Tahun 2000, Jakarta, Oktober 2001.
Bapangsamirana,Y.B., Aspek Administratif Proyek PLTMH, Workshop Pengelolaan dan Perencanaan Teknis Pembangunan PLTMH, UDIKLAT PLN Saguling, November 2001.
Das, Biswajit., An Overview on Small Hydro Power Development, Lecture Notes on Overview of SHP Development, India Februari 2002.
Chandrasekhar, S., Experience of Private Sector in SHP, Lecture Notes on Overview of SHP Development, Bhoruka Power Corp.-Bangalore, India Februari 2002.
Kuldip, S.S., Selection of Hydraulic Turbines for Small Hydro Power, Lecture Notes on Overview of SHP Development, MACT-Bhopal, India Februari 2002.
Modak, T.K., Selection of Hydro Electric Generator, Lecture Notes on Overview of SHP Development, Jyoti Limited-new Dehli, India Februari 2002.
Mumpuni, Sri., Pengembangan Mini-Mikro Hidro di Indonesia, Diskusi Ilmiah METI, 2001.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar