pemanfaatan data pos duga air (pda) untuk …

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Vol. 16 No. 1 Juni 2017 : 43 – 50 P-ISSN 1978 - 2365 E-ISSN 2528 - 1917

Diterima : 9 Januari 2017, direvisi : 13 Desember 2017, disetujui terbit : 19 Desember 2017

43

PEMANFAATAN DATA POS DUGA AIR (PDA) UNTUK MEMBUAT PETA

POTENSI ENERGI MIKRO HIDRO DI PROVINSI BENGKULU

USE OF POS DUGA AIR (PDA) DATA FOR DEVELOPING MICRO HYDRO

POTENTIAL ENERGY MAP IN BENGKULU PROVINCE

Harun Al Rasyid1, Hari Soekarno2, Bono Pranoto3, Irfan Sudono4 1,2,3)P3TKEBTKE, Jl. Ciledug Raya kav. 109 Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan, Indonesia

4 PUSAIR, Jl. Ir. H. Juanda No.193 Bandung, Indonesia

[email protected]

Abstrak

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) adalah suatu pembangkit listrik skala kecil yang

menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti sungai atau air terjun alam dengan cara

memanfaatkan beda tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air. Penelitian ini menggunakan data Shuttle Radar Topography Mission Digital Elevation Model (SRTM DEM) sebagai dasar pembuatan head, jalur

jaringan sungai dan area tangkapan (catchment). Adapun data debit andalan dihitung dari data pengukuran

debit pada titik Pos Duga Air (PDA) milik Pusat Litbang Sumber Daya Air (PUSAIR). Selain itu area

tangkapan juga dihitung dari titik lokasi PDA, sehingga titik-titik pada jaringan sungai yang berada pada area

tangkapan tersebut diasumsikan memiliki tebal air yang sama (Q=T80.A). Potensi daya suatu PLTMH

dihitung dari hasil kali head dan debit andalan, dengan asumsi gravitasi 9,8 m/dt2 dan total efisiensi 60%.

Potensi daya mikro hidro selanjutnya hanya dipilih titik potensi dengan head minimal 10 m, debit antara 0,05

– 5 m3/dt. Selain itu potensi yang memiliki nilai daya kurang dari 10 kW tidak ditampilkan pada peta. Dengan

adanya peta ini akan memberikan identifikasi awal lokasi yang memiliki potensi daya mikro hidro sebesar

107 MW dan dapat digunakan sebagai bahan pengambilan keputusan pengembangan energi mikro hidro.

Kata kunci: Mikro hidro; Peta; Potensi; Bengkulu

Abstract

Micro hydro power plant (MHP) is a small-scale power plant that use hydropower as driving force such as

a river or natural waterfall, by utilizing the elevation high (head) and the amount of water flow. This study uses Shuttle Radar Topography Mission Digital Elevation Model (SRTM DEM) data as a basis for

calculating head, catchment and network path of the river. The dependable discharge data calculated based on discharge measurement at Pos Duga Air (PDA) from Pusat Litbang Sumber Daya Air (PUSAIR).

Catchment area were also calculated from the point of PDA location, so that every point on the river network

inside the catchment area are assumed to have the same water thickness. The power potential is calculated by multiplying head and discharge, assuming gravity of 9.8 m/s2 and total efficiency of 60%. The micro hydro

power potential is calculated only for head minimum 10m, discharge between 0.05 - 5 m3/sec. The power

potential with a value of less than 10 kW are not included on the map. This map was provided for early identification of the potential of micro-hydro energy which about 107 MW, and can be used by decision-

maker for micro hydro energy development.

Keywords: Micro hydro; Map; Energy Potential; Bengkulu

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 16 No. 1 Juni 2017 : 43 - 50

44

PENDAHULUAN

Salah satu potensi energi baru dan

terbarukan adalah energi mikro hidro, yang

potensinya banyak tersebar di Indonesia.

Keberadaan peta potensi energi mikro hidro

merupakan suatu kebutuhan yang sangat

mendesak serta memiliki arti penting di dalam

pengembangan pemanfaatan energi baru

terbarukan di Indonesia.

Beberapa metode pembuatan peta potensi

air (hidro) telah dibuat, antara lain oleh Shih-

Chieh Kao[1] dan Rufai[2]. Metode perhitungan

potensi hidro ini dilakukan hanya pada titik dam

yang telah ada, sehingga menghasilkan potensi

hidro skala besar. Sedangkan metode pembuatan

potensi mikro hidro dilakukan pada titik potensi

yang berada di sungai tanpa dam, sehingga

potensi yang dihasilkan cenderung lebih kecil atau

skala mikro hidro. Potensi mikro hidro dapat

ditentukan dengan menggunakan metode curah

hujan[3] dan penggunaan data Pos Duga Air

(PDA)[4],[5].

Penelitian Segel Ginting menggunakan

data PDA sebagai verifikasi dalam pemodelan

estimasi banjir[4]. Adapun pada metode

pembuatan peta potensi energi mikro hidro, data

PDA digunakan sebagai dasar penentuan debit

andalan sungai. Selain itu, peta potensi energi

mikro hidro dapat dibuat dengan menggunakan

data PDA yang dikombinasikan dengan peta

tutupan lahan sebagai pengaruh terhadap

kecepatan aliran pada permukaan (runoff)[5].

Pusat Penelitian dan Pengembangan

Teknologi Ketenagalistrikan, Energi Baru,

Terbarukan dan Konservasi Energi

(P3TKEBTKE)[6] sejak tahun 2013 telah

melakukan penelitian pembuatan peta potensi

mikro hidro di beberapa wilayah di Indonesia.

Adanya peta potensi mikro hidro ini dapat

digunakan sebagai informasi awal lokasi potensi

mikro hidro di suatu wilayah, sebagai dasar

pengambilan keputusan dalam pengembangan

energi mikro hidro dan penyusunan perencanaan

energi mikro hidro di daerah tertinggal.

METODOLOGI

Sumber data yang digunakan untuk

pembuatan peta potensi energi mikro hidro adalah

data dari Peta Shuttle Radar Topography Mission

Digital Elevation Model (SRTM DEM) dari

National Aeronautics and Space

Administration (NASA) yang tersedia bebas

dengan resolusi 90 meter. Data peta titik PDA

berasal dari hasil pengukuran yang dilakukan oleh

Pusat Litbang Sumber Daya Air (PUSAIR)

Bandung. Metode PDA memiliki keunggulan

dalam penentuan debit sungai, bila dibandingkan

metode curah hujan, karena merupakan hasil

pengukuran langsung sehingga memiliki tingkat

kepastian sangat tinggi. Untuk menjelaskan

metodologi secara rinci dipilih titik PDA yang

berada di Bendungan Muko-muko, Sungai

Majunto, Provinsi Bengkulu seperti pada Gambar

1. Lokasi ini dipilih karena telah dilakukan

verifikasi lapangan.

Gambar 1. Lokasi Penelitian.

Pemanfaatan Data Pos Duga Air (PDA) untuk Membuat Peta Potensi Energi Mikro Hidro

di Provinsi Bengkulu

45

Skema proses pembuatan peta potensi

energi mikro hidro dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Diagram Alir Proses Pembuatan

Peta Potensi Energi Mikro Hidro.

Tahap pertama yang dilakukan adalah

mengunduh data SRTM DEM lalu dilanjutkan

membuat peta kontur dari data SRTM DEM

tersebut[9] dengan bantuan software Global

Mapper. Dari peta kontur yang dihasilkan, diolah

kembali untuk menghasilkan peta Head. Selain itu

data SRTM DEM juga digunakan untuk membuat

peta jaringan sungai dan peta daerah tangkapan

(catchment area) berdasarkan data titik PDA dari

PUSAIR.

Tahap berikutnya adalah proses

penghitungan potensi energi mikro hidro.

Perhitungan potensi diawali dari perkalian debit

andalan (Q80) dan head (h). Debit andalan

merupakan hasil kali dari tebal air (T80) dan area

tangkapan (A) dengan persamaan sebagai berikut:

Q80 = T80.A (1)

P = Q80.h.g.eff (2)

Dimana P = daya terbangkitkan, Q80 = debit

andalan, h = Head sungai, g = gravitasi, dan eff =

efisiensi total (60%).

Perhitungan debit andalan dilakukan

dengan metode Flow Duration Curve (FDC)[7],

dengan memanfaatkan data tebal air hasil

pengukuran dari titik PDA. Head dihitung dari

peta SRTM DEM (Gambar 3) yang diubah

menjadi peta kontur. Selanjutnya peta kontur

diubah menjadi peta slope dan akhirnya diperoleh

peta head[10].

Gambar 3. Potongan Peta SRTM DEM

Selain itu peta SRTM DEM juga digunakan

untuk membuat peta jaringan sungai dan area

tangkapan berdasarkan titik PDA seperti pada

Gambar 4.

Gambar 4. Peta Jaringan Sungai, Area

Tangkapan dan Titik PDA[8].

Adapun batasan-batasan dan kriteria yang

digunakan dalam pembuatan peta potensi energi

mikro hidro ini antara lain; head minimum 10

meter, debit andalan antara 0,05 – 5 m3/detik,

efisiensi total 60 %, gravitasi 9,8 m/s2, sistem

runoff river tanpa reservoir.


Vol. 16 No. 1 Juni 2017 : 43 - 50

46

HASIL DAN PEMBAHASAN

Perhitungan Area Daerah Aliran Sungai

(DAS) dan sub-DAS

Area tangkapan merupakan suatu wilayah

daratan yang merupakan satu kesatuan dengan

sungai dan anak-anak sungainya yang berfungsi

menampung, menyimpan dan mengalirkan air

yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke

laut secara alami, dimana batas di darat

merupakan pemisah topografis yang dapat berupa

punggung-punggung bukit atau gunung dan batas

di laut sampai dengan daerah perairan yang masih

terpengaruh dengan aktivitas daratan[8].

Gambar 5. Titik PDA dan Area Tangkapannya

(DAS).

Gambar 6. Titik-titik outlet sub_DAS dari Area

Tangkapannya (DAS).

Gambar 5 menunjukkan contoh dari satu

titik PDA memiliki satu area tangkapan (DAS),

artinya debit pada satu titik PDA bersumber dari

area tangkapannya. Gambar 6 menunjukkan di

dalam satu area tangkapan (DAS) terdiri dari

beberapa sub-DAS sehingga debit pada satu titik

PDA merupakan hasil penjumlahan debit pada

titik-titik outlet di dalam sub-DAS yang berada

pada DAS yang sama.

Perhitungan Head pada Titik Outlet

Peta sungai yang diperoleh dari SRTM

DEM[11] diasimilasikan dengan peta head dengan

luasan area 1 km2 untuk menghasilkan potongan

garis-garis sungai yang memiliki nilai head yang

berbeda-beda (Gambar 7). Pemilahan head dari

beberapa data anak sungai dibatasi dengan nilai

head minimum 10 meter disetiap 1 km panjang

sungai.

Gambar 7. Proses pemotongan sungai dengan

peta Head

Gambar 8. Titik-titik outlet yang telah memiliki

nilai head.



47

Tiap segmen sungai telah memiliki nilai

head minimum 10 m. Dari setiap segmen sungai

tersebut dilakukan pembuatan titik yang akan

digunakan untuk mencari masing-masing area

tangkapannya (sub-DAS). Gambar 8

menunjukkan sebaran titik-titik outlet sungai yang

memiliki nilai head lebih dari 10 m.

Perhitungan Debit pada Titik Outlet

Nilai debit pada titik outlet dihitung dari

perkalian data area tangkapan (sub-DAS) dengan

tebal air andalan 80% (T80). Tebal air T80

diasumsikan memiliki nilai sama pada satu area

DAS. Sehingga nilai debit pada titik-titik outlet

berbeda-beda bergantung dari luasan area

tangkapan (sub-DAS) masing-masing titik outlet.

Verifikasi Lapangan

Verifikasi dilakukan sebagai pembuktian

secara kualitatif terhadap keberadaan sungai, air,

debit dan head pada lokasi indikatif tersebut.

Pemilihan lokasi verifikasi (titik ukur) ditentukan

pada aliran sungai Majunto Hulu yang memiliki

PDA di lokasi Lalang Luas (Gambar 9).

Gambar 9. Verifikasi lapangan Sungai Majunto

Hulu, Bengkulu

Hasil verifikasi lapangan menunjukkan

adanya debit sebesar 50 m3/detik pada titik outlet

Majunto. Selain itu juga terdapat perbedaan

ketinggian atau head sebesar 35 meter antara titik

PDA hingga titik ukur sebagaimana terlihat pada

Gambar 10.

Gambar 10. Verifikasi lapangan Sungai Majunto

Hulu, Bengkulu

Setelah melakukan verifikasi lapangan,

proses dilanjutkan dengan membuat peta potensi

mikro hidro di wilayah Bengkulu pada sungai-

sungai yang memiliki PDA (Gambar 11).

Tabulasi hasil perhitungan potensi mikro hidro di

Provinsi Bengkulu disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Potensi Energi Mikro Hidro Bengkulu

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 16 No. 1 Juni 2017 : 43 - 50

48

Gambar 11. Peta Potensi Energi Mikro Hidro Provinsi Bengkulu.



49

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil perhitungan dengan

metode PDA, Provinsi Bengkulu memiliki

potensi daya mikro hidro sebesar 107.826 MW.

Potensi ini didapat berdasarkan pada sebaran titik-

titik sungai yang memiliki pos duga air di bagian

hilirnya. Masih banyak potensi sungai-sungai

yang belum terdeteksi dikarenakan jumlah pos

duga air yang terbatas. Untuk itu diperlukan

metode perhitungan lanjutan misalnya metode

curah hujan untuk mengisi wilayah-wilayah

sungai yang tidak terjangkau oleh pengukuran

PDA.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih kami ucapkan kepada

Pimpinan PUSAIR yang telah berkerjasama

dengan P3TKEBTKE dalam pemberian data Pos

Duga Air. Kepada seluruh pihak dan reviewer

yang telah membantu, mendukung, dan terlibat

dalam penyusunan naskah.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Kao, Shih-Chieh. Ph.D. dan Brennan

Smith, Ph.D., P.E. 2013, An Assessment of

Energy Potential from New Stream-reach

Development in the United states, The

United States Department of Energy

(DOE), Oak Ridge National Laboratory

[2] Rufai, I. A., Enagi, I. I. and Balami, A.

2012. “Hydropower Potential Mapping of

Niger State” Asian Journal of Natural &

Applied Sciences ISSN: 2186-8476, ISSN:

2186-8468 Vol. 1. No. 1. March 2012

[3] Arya, Doni Khaira, 2012 “Analisis Potensi

Mikro hidro Berdasarkan Curah Hujan”,

Karya Tulis Ilmiah, Program Studi

Meteorologi Institut Teknologi Bandung

(ITB).

[4] Ginting, Segel dan William M. Putuhena,

2014. “Sistem Peringatan Dini Banjir

Jakarta / Jakarta-Flood Early Warning

System (J-Fews)” Jurnal Sumber Daya Air,

Vol. 10 No. 1, Mei 2014: 71-84. ISSN

1410-8399

[5] Aria, Danang, 2015. Skripsi “Pemetaan

Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro

hidro Di Pulau Jawa Menggunakan System

Informasi Geografis” Departemen Teknik

Mesin dan Biositem, Fakultas Teknologi

Pertanian, IPB-Bogor.

[6] Pandin, Marlina, 2013. “Laporan Akhir

Tim Peta Potensi Energi Baru Terbarukan”

P3TKEBTKE Jakarta

[7] Dwiyanto, Very, Dyah Indriana, Subuh

Tugiono, 2016. “Analisis Pembangkit

Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)

Studi Kasus: Sungai Air Anak (Hulu

Sungai Way Besai)” Jurnal Rekayasa Sipil

dan Desain, Vol.4, No.3. ISSN: 2303-0011

[8] Indarto, Sri Wahyuningsih, Ferdinan

Usman, 2008. “Pembuatan Jaringan Sungai

Dan Karakteristik Topografi DAS dari

DEM – JATIM” Media Teknik Sipil,

Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret

Surakarta ISSN 1412-0976

[9] Cahyadi, Dedi, Alexander Tunggul

Sutanhaji, 2014. “Operator Morpho-

Hidrologi pada DEM (Digital Elevation

Model) dan Peta Digital untuk Pemetaan

Awal Potensi PLTA dan PLTMH (Studi

Kasus DAS Mamberamo)” Jurnal Sumber


Vol. 16 No. 1 Juni 2017 : 43 - 50

50

Daya Alam dan Lingkungan, Vol.1 ISSN:

2356-3389

[10] Indarto, Debby Rio P, 2014. “Pembuatan

Digital Elevation Model Resolusi 10m dari

Peta RBI dan Survei GPS dengan

Algoritma ANUDEM”, Jurnal Keteknikan

Pertanian, Vol.28, No.1 ISSN:2338-8439

[11] Riadi, Bambang, AB.Suriadi.M.A, Jaka

Suryanto, Sekar Pranadita, 2012.

“Identifikasi Lahan Rawa Dan Daerah

Aliran Sungai (Studi Kasus Lahan Rawa di

Kabupaten Indragiri Hulu)” Jurnal Ilmiah

Geomatika Vol.18, No.2. ISSN: 0854-2759

pemanfaatan data pos duga air (pda) untuk …

Documents