LAPORAN PRAKTIKUM

ENERGI DAN ELEKTRIFIKASI PERTANIAN

ENERGI AIR (MIKROHIDRO)

Oleh:

Annas Ardiansyah

NIM A1H012025

KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN

PURWOKERTO

2014

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Untuk keperluan pengaturan air (water management) baik dalam bidang irigasi maupun bidang listrik tenaga air (PLTA), pengukuran kecepatan aliran air sangat diperlukan untuk menentukan besarnya jumlah air yang akan digunakan atau dipakai untuk maksud tersebut. Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) merupakan teknologi penyediaan listrik berkelanjutan dan sangat populer untuk menyediakan listrik di wilayah pedesaan terpencil yang memiliki sumber energi hidro. Teknologi PLTMH telah didesain oleh tenaga ahli dalam negeri, dan sebagian besar mesin dan peralatan instalasi sudah bisa diproduksi oleh pabrikan dalam negeri.

PLTMH menggunakan sistem aliran sungai, dan hanya akan memproduksi listrik jika ada air, sehingga keberadaan debit sungai akan mempengaruhi terhadap keberlanjutan produksi listrik. Mikrohidro biasanya dibangun berdasarkan kenyataan bahwa adanya air yang mengalir di suatu daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang memadai.

Pengukuran kecepatan aliran sungai perlu untuk perhitungan debit sungai untuk menentukan tenaga yang dihasilkan oleh PLTA dan juga untuk keperluan irigasi. Untuk dapat mengetahui jumlah aliran air yang akan dipakai, maka pengukuran debit air dapat dilakukan dengan metode "velocity area". Metode ini dapat diukur dengan mengukur kecepatan aliran jika profil sungai yaitu luas penampang potongan melintangnya telah diketahui atau dapat diperhitungkan.

Untuk dapat mengetahui jumlah aliran air yang akan dipakai, maka pengukuran debit air dapat dilakukan dengan metode "velocity area". Ini dapat diukur dengan mengukur kecepatan alirannya jika profil sungai yaitu luas penampang potongan melintangnya telah diketahui atau dapat diperhitungkan. Pengukuran kecepatan aliran air untuk perhitungan debit dengan velocity area menggunakan alat yang disebut Current Meter, selain itu dapat menggunakan cairan berwarna dan pelampung. Mengingat perlunya pengukuran aliran air.

Tujuan

Mengetahui cara kerja alat mikrohidro.Mengetahui dan memahami prinsip kerja alat mikrohidro.Mengetahui dan memahami bagian bagian alat mikrohidro.Mengukur dan menghitung potensi energi yang dihasilkan dari energi mikrohidro.Menghitung debit air.

TINJAUAN PUSTAKA

Air adalah semua air yang terdapat di atas maupun di bawah permukaan tanah. Air dalam pengertian ini termasuk air permukaan, air tanah, air hujan dan air laut yang dimanfaatkan di darat. Sedangkan pengertian sumberdaya air adalah air dan semua potensi yang terdapat pada air, sumber air, termasuk sarana dan prasarana pengairan yang dapat dimanfaatkan, namun tidak termasuk kekayaan hewani yang ada di dalamnya. Air merupakan elemen yang paling melimpah di atas bumi, yang meliputi 70 persen permukaannya dan berjumlah kira-kira 1.4 ribu juta kilometer kubik. Namun hanya sebagian kecil saja dari jumlah ini yang benar-benar dimanfaatkan, yaitu kira-kira hanya 0,003 persen. Sebagian besar air, kira-kira 97 persen, ada dalam samudera, laut, dan kadar garamnya terlalu tinggi.

Air merupakan unsur utama bagi makhluk hidup di planet ini. Manusia mampu bertahan hidup tanpa makan dalam beberapa minggu, namun tanpa air ia akan mati dalam beberapa hari saja. Air tidak hanya berfungsi untuk kehidupan saja namun juga untuk keseimbangan ekosistem. Beberapa karakteristik dasar dari sumberdaya air dinyatakan antara lain oleh aliran yang dapat mencakup beberapa wilayah administratif sehingga air sering kali disebut sebagai sumberdaya dinamis yang mengalir (dynamic flowing resource).

Pengelolaan sumberdaya air adalah upaya merencanakan, melaksanakan, memantau dan mengevaluasi penyelenggaraan konservasi sumberdaya air, pendayagunaan sumberdaya air, dan pengendalian daya rusak air. Adapun visi dan misi pengelolaan sumberdaya air adalah mewujudkan kemanfaatan sumberdaya air bagi kesejahteraan seluruh rakyat dan konservasi sumberdaya air yang adil untuk berbagai kebutuhan masyarakat. Salah satu tujuan pengelolaan sumberdaya air adalah mendukung pembangunan regional dan nasional yang berkelanjutan dengan mewujudkan keberlanjutan sumberdaya air.

Air sungai merupakan sumberdaya yang dapat dimanfaatkan oleh setiap orang dan bersifat common property. Air sungai dapat dikatakan sumberdaya yang memiliki sifat common property karena setiap orang dapat memanfaatkannya, namun yang memanfaatkannya tidak memiliki kendali dan tanggung jawab yang jelas terhadap kualitas atau prospek air sungai tersebut sehingga tidak ada kendali untuk membuat keputusan investasi dan efisiensi alokasi, akibatnya terjadi eksternalitas pada air sungai.

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) pada dasarnya memanfaatkan energi potensial air Jatuhan air. Semakin tinggi jatuhan air (head) maka semakin besar energi potensial air yang dapat diubah menjadi energi listrik. Di samping faktor geografis yang memungkinkan, tinggi jatuhan air (head) dapat pula diperoleh dengan membendung aliran air sehingga permukaan air menjadi tinggi (Santoso, 1994).

Secara umum lay-out sistem PLTMH merupakan pembangkit jenis run off river, memanfaatkan aliran air permukaan (sungai). Komponen sistern PLTMH tersebut terdiri dari banaunan intake (penyadap) - bendungan, saluran pembawa, bak pengendap dan penenang, saluran pelimpah, pipa pesat, rumah pembangkit dan saluran pembuangan. Basic lay-out pada perencanaan pengembangan PLTMH dimulai dari penentuan lokasi intake, bagaimana aliran air akan dibawa ke turbin dan penentuan tempat rumah pembangkit untuk rnendapatkan tinggi jatuhan (head) optimum dan aman dari banjir.

Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakan energi air atau yang biasa dikenal dengan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH). PLTMH merupakan pembangkit listrik kecil yang menggunakan tenaga air di bawah kapasitas 100 kW yang dapat berasal dari saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjun (head) dan debit 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 instalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.

Mikrohidro dibangun berdasarkan adanya air yang mengalir di suatu daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang memadai. Mikrohidro juga dikenal sebagai white resources atau energi putih, karena menggunakan sumber daya yang telah disediakan oleh alam dan ramah lingkungan. Dengan teknologi sekarang maka energi gravitasi dapat diubah menjadi energi listrik.

Debit (discharge) atau besarnya aliran saluran adalah volume aliran yang mengalir melalui suatu penampang melintang salur per satuan waktu. Biasanya dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/detik) atau liter per detik (l/detik). Aliran adalah pergerakan air di dalam alur saluran.

Pada dasarnya pengukuran debit adalah pengukuran luas penampang basah dan kecepatan aliran. Rumus umum yang biasa digunakan adalah (Soewarno, 1991) :

Q = A V

Dimana :

Q = debit (m3/detik)

A = luas bagian penampang basah saluran (m2)

V = kecepatan aliran rata-rata saluran (m/detik)

Pengukuran debit tersebut adalah proses pengukuran dan perhitungan kecepatan aliran, kedalaman dan lebar aliran serta perhitungan luas penampang basah untuk menghitung debit (Soewarno, 1991).

Pengukuran debit dapat dilaksanakan secara langsung (direct) atau secara tidak langsung (indirect). Pengukuran debit secara langsung dengan memakai bangunan ukur yang dibuat sedemikian hingga debit dapat langsung dibaca atau dengan mempergunakan tabel.

Pengukuran secara tidak langsung dilakukan dengan mengukur kecepatan aliran dan menentukan luas penampang basah. Debit dihitung berdasarkan hasil-hasil pengukuran.

Pengukuran secara tidak langsung, menggunakan alat ukur kecepatan antara lain :

Alat ukur arus (current meter).Pelampung (float).Zat warna (dilution).

METODOLOGI