pemanfaatan beda energi pada bangunan terjun .adalah dengan memanfaatkan potensi head rendah pada

Download PEMANFAATAN BEDA ENERGI PADA BANGUNAN TERJUN .adalah dengan memanfaatkan potensi head rendah pada

Post on 07-Mar-2019

222 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

AbstrakSeiring dengan meningkatnya kebutuhan energi

listrik serta menipisnya cadangan bahan bakar fosil, makadibutuhkan suatu alternatif sumber energi terbarukan.Salah satu sumber energi alternatif yang bisa digunakanadalah dengan memanfaatkan potensi head rendah padasebuah sungai. Indonesia yang sebagian besar wilayahnyaberupa perairan mempunyai karakteristik sungai dengandebit besar dan head rendah. Penerapan teknologiMikrohidro sebagai pembangkit listrik merupakan solusiyang tepat untuk memanfaatkan potensi tersebut.Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro dapat dibangundengan syarat perbedaan ketinggian minimal 1,5 - 2 meterdan debit selalu tersedia, karena yang digunakan hanyaenergi potensialnya, sehingga debit air masih dapatdimanfaatkan untuk pengairan.

Saluran primer Kromong II yang terletak di desaSajen, Kecamatan Gondang, Kabupaten MojokertoMemiliki 1 bangunan terjun dengan beda elevasi totalsetinggi 2 meter dan debit minimum sebesar 567liter/detik. Sehingga dapat dimanfaatkan sebagaiPembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH).

Dengan debit saluran 935 liter/detik dari datadebit 10 tahunan dan tinggi efektif sebesar 1,60 meter sertamenggunakan turbin Cross Flow yang digunakan adalah X-Flow T-14 D300 Low Head Series maka, kehilangan energiakibat bangunan terjun pada saluran irigasi primerKromong berpotensi menghasilkan daya sebesar 8,668 kWdan energi 74.086,27 kWh pertahun yang dapat digunakanuntuk memenuhi kebutuhan listrik sekitar PLTMH.

I. PENDAHULUANBendung Kromong terletak di Desa Sajen Kecamatan

Pacet, Kabupaten Mojokerto, Bendung Kromong terletakdialiran Sungai Kromong dan memiliki fungsi utama untukmemenuhi kebutuhan irigasi dan digunakan untuk didaerahsekitar sungai. Pada Bendung Kromong terdapat satu intakepengambilan debit sungai tampak terlihat Gambar 1.1 tersebut.Untuk mengaliri kebutuhan irigasi pada daerah irigasi diKromong. Di daerah Sungai Kromong saluran terdiri darisaluran Primer Kromong, Sekunder Kromong dan SekunderTreceh.

Saluran Primer Kromong memiliki debit kemaraumaksimum sebesar 2143 liter/detik dengan luas daerahpengairan sebesar 930 Ha.

Gambar 1.1 Skema jaringan irigasi dan lokasi bangunanterjun di Saluran Primer Kromong

Pada Saluran Primer Kromong terdapat 3 bangunanterjun yang terletak berdekatan dengan beda elevasi sekitas 5,2meter, Untuk saluran sepanjang 302 meter. Maka SaluranPrimer Kromong berpotensi untuk digunakan sebagaipembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH). Bila PLTMHterelasisasi maka listrik yang dihasilkan dapat digunakan untukmenerangi Desa sekitar saluran serta digunakan untuk hal yangbermanfaat. Maka tugas akhir saya yang akan angkat adalah Pemanfaatan Beda Energi pada Bangunan Terjun UntukPembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro , Studi kasus SaluranPrimer Kromong, daerah irigasi Desa Sajen, Kecamatan Pacet,Kabupaten Mojokerto.

1.1 Perumusan Masalah Bagaimana menghitung debit untuk

memenuhi syarat mikrohidro ? Bagaimana menghitung angkutan sedimen

yang diperbolehkan dalam aliran ? Bagaimana menentukan dimensi pipa pesat ? Bagaimana menentukan desain turbin dan

generator agar menghasilkan listrik yangefektif ?

Berapa tenaga listrik yang mampudihasilkan?

PEMANFAATAN BEDA ENERGI PADA BANGUNAN TERJUN (BKR2)UNTUK PEMBANGKIT LISTIK TENAGA MIKROHIDRO PADA

IRIGASI PRIMER KROMONG II , DESA SAJEN KECAMATAN PACETKABUPATEN MOJOKERTO.

Zuhan Lmanae, Ir. Abdullah Hidayat SA, MT, dan Bambang Winarta ST,MT.Ph.DJurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111E-mail: abdullah@ce.its.ac.id

2

1.2 Batasan Masalah Tidak merencanakan penyaluran listrik yang

dihasilkan Tidak menyertakan bangunan sekitar saluran Air yang mengalir diasumsikan terbebas dari

benda hanyutan. Perencanaan bangunan sipil hanya sebatas

dimensi bangunan. Tidak menghitung stuktur kontruksi sipil

bangunan.

1.3 Tujuan Perencanaan. Mendapatkan debit Mendapatkan jumlah angkutan sedimen yang

terkandung dalam aliran. Mendapatkan dimensi pipa pesat. Mendapatkan desain turbin dan generator

agar dapat menghasilkan daya listrik yangefektif.

Mengetahui besar tenaga listrik yang mampudihasilkan.

1.4 Manfaat Perencanaan. Dapat memanfaatkan kehilangan energi pada

bangunan terjun sebagai pembangkit listrik

II. METODOLOGI

A. UmumLangkah langkah pengerjaan proyek akhir ini akan

dilakukan seperti diagram alir beriku

Gambar 3.1 Flowchart metode studi

III. ANALISA DAN HASIL

3.1. Analisa Debit

Data yang didapat dari analisa atau dari datapengambilan debit 6 hari selama 10 tahun, langka langka perhitungan untuk Analisa Debit adalah:1. Mengurutkan data dari terkecil hingga data yang

terbesar2. Mencari selisih data besar dan data terkecil sebagai

jarak data (R)R = Data debit terbesar Data debit terkecil

= 2134 l/dt 567 l/dt= 1576 l/dt= 1,576 m3/dt

3. Menghitung jumlah data yaitu nn = Banyak n bulan * banyaknya n tahunn= 12 x 10n = 120

4. Mencari jumlah kelas data (k)1 + 3,3 log n1 + 3,3 log (120) = 7,86 8

5. Mencari kelas interval (i)i = R/k

= 1,576 / 8= 0,2005

6. 8 kelas dengan jarak interval kelas 0,20057. Menghitung probabilitas tiap kelas dengan

menggunakan rumusan California.P = x 100% = x 100%

Tabel 4.1. Perhitungan debit dalam 10 tahun

IntervaNilai

Tengah Frekuensi Frekuensi Propabilitasm3/dt Komulatif %

2,143 1,943 2,043 10 10 181,942 1,741 1,841 18 28 231,740 1,540 1,640 17 45 381,539 1,338 1,438 13 58 481,337 1,137 1,237 8 66 551,136 0,935 1,035 7 73 600,934 0,734 0,834 38 111 900,733 0,532 0,632 9 120 100

Gambar 4.1. Duration Curve untuk mencari debit disaluran

3

3.2. Perencanaan Kapasitas Tenaga Air

Kapasitas daya dipengaruhi debit yangmengalir dalam saluran dan tinggi air yang jatuhdibangunan terjun tersebut.

3.2.1. Tinggi jatuh efektifTinggi jatuh efektif didapat dengan

memperkirakan kehilangan energi yang terjadi sebesar10% dari tinggi bruto sebagai asumsi awal.

Hbruto = elevasi upstream elevasidownstram

= +480,52 +478,77= 1,75 m

Hlosses = 10% x Hbruto= 10% x 1,75= 0,175 m

Sehingga perkiraan awal untuk tinggi jaruhefektif

Heff = Hbruto Hlosses= 1,75 m 0,175 m= 1,60 m

3.2.2. Daya yang dihasilkanDari perhitungan debit dan tinggi efektif yang

kita laukan maka selanjutnya kita dapat daya yangdihasilkan dari perhitungan sebelumnya

P = 9,8 x 0,935 x 1,60= 14,66 kW = 19,64 Hp

Sehingga daya yang terpasang diperkirakan sebesar:P = P x P = P x t x g x trP = 14,66 x 0,76 x 0,89 x 0,95P = 9,42 kW

3.3. Perencanaan Bangunan Pembangkit3.3.1 Perhitungan muka air

Didapat data dari lapangan atau existingdapat dihitung tinggi muka air saat debit rencana yaitusebesar debit disaluran.

Koefisien manning (n) = 0,02Kemiringan dasar saluran (S) = 0,00157Lebar dasar saluran (B) = 2,5 m

Untuk kecepatan aliran dan debit salurandigunakan rumus :

Q = v x AA = b x hP = b + 2hv = x x

Q = (bxh) x x x

Sehingga didapat perbandingan kedalamanmuka air dan debit sebagai berikut :

Tabel 4.2. Hububungan h dan Q

h A p R V Q

(m) (m2) (m) (m) (m/dt) (m3/dt)0 0 2,50 0 0 0

0,1 0,250 2,700 0,093 0,405 0,1010,2 0,500 2,900 0,172 0,614 0,3070,3 0,750 3,100 0,242 0,769 0,5770,4 1,000 3,300 0,303 0,894 0,8940,5 1,250 3,500 0,357 0,997 1,247

Gambar 4.2 Rating curve untuk mencari tinggi muka air

Muka air waktu debit disaluran yaitu :Q = 0,935 m3/dt adalah 0,41 meter

3.3.2. Perencanaan bangunan pengatur tinggimuka airBangunan pengatur tinggi muka air dipasang

melintang pada saluran dan berada didepan pintupengambilan debit/intake. Bangunan ini berfungsiuntuk mengatur tinggi muka air di saluran depanintake sehingga debit yang masuk intake sesuaidengan perencanaan yaitu debit perencanaan / debitsaluran. Bangunan pengatur tinggi muka air yangdigunakan dalam tugas akhir ini adalah skot balok.Dari grafik Rating Curve didapat tinggi muka air padasaat debit perencanaan sebesar 0,4 meter, sehinggaelevasi muka air didepan pintu intake adalah + 480,52+ 0,4 = +480, 92. Tinggi skot balok disesuaikandengan ada dipasaran yaitu (20 cm x 10 cm) sehinggadipasang 2 skot balok, jadi tinggi skot balok 0,4 meterdari dasar saluran.

3.3.3. Perencanaan saluran pengarahSaluran pengarah digunakan untuk

mengarahkan air yang akan masuk menuju bakpengendap, saluran tersebut direncanakan merupakansaluran terbuka berbentuk persegi sebesar debitperncanaan yaitu 0,935 m3/dtDirencanakan :

Saluran terbuka berbentuk segiempat daripasangan beton dengan data sebagi berikut:

Q = 0,935 m3/dtb = 2hv = 0,905 m/dtn = 0,015 (saluran pasangan beton)

4

Q = V x A0,935 m3/dt = 0,905 m/dt x A

A = 1,033 m2A = b x h

1,033 m2 = 2 h2h = 0,75 mb = 2 x 0,75

= 1,50 mP = 2h + b

= 2 x (0,75) + 1,5= 3 m

R = A/P= 1,158 / 3= 0,35 m

Mencari kemiringan saluran pengarahv = x x

0,905 m/dt = , x 0,35 x= 0,0276

S = 0,00076

Tabel 4.3. Dimensi saluran pengarah

3.3.4. Perencanaan pintu pengambilan IntakePintu pengambilan Intake berfungsi untuk

memasukan debit rencana dari saluran pengambilan.Pintu direncanakan dibuka setinggi 0,4 meter, yaitusetinggi muka air debit rencana dan debit airmaksimum yang masuk pada pintu yaitu sebesar 0,935m3/dt dan debit yang melebihi akan kembali ke saluraninduk BK 2dan melimpah diatas skot balok. Maka kehilanganenergi akibat pintu :

Q = x b x a 20,935 m3/dt = 0,8 x 1,5 m x 0,4 2 9,8

Z = 0,19 m

3.3.5. Perencanaan B

Recommended

View more >