PLTA SKALA PIKOHYDRO
Saat ini (sejak Juli 2014) DCB tengah menguji penerapan mikrohydro untuk menghasilkan listrik, namun karena kendala debit air di Homebase DCB yang mengalami penurunan drastis akibat pengalihan saluran air oleh pejabat (desa) setempat untuk bisnis kolam pemancingannya, maka DCB mencoba untuk mencari altenatif pembangkit listrik, dan salah satunya adalah mempelajari tehnologi pikohydro.
Berdasarkan output yang dihasilkan, pembangkit listrik tenaga air dibedakan atas :
Large-hydro : lebih dari 100 MW
Medium-hydro : antara 15 – 100 MW
Small-hydro : antara 1 – 15 MW
Mini-hydro : Daya diatas 100 kW, tetapi dibawah 1 MW
Micro-hydro : antara 5kW – 100 kW
Pikohydro : daya yang dikeluarkan 5kW
Pembangkit pikohydro merupakan pembangkit listrik yang menghasilkan keluaran daya listrik tidak lebih dari 5 kW. Pembangkit ini memiliki beberapa keunggulan, seperti :
2. Prinsip Pembangkitan Tenaga Air
Pembangkitan tenaga air adalah suatu bentuk perubahan tenaga dari tenaga air dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga listrik, dengan menggunakan turbin air dan generator.
Daya (power) yang dihasilkan dapat dihitung berdasarkan rumus berikut :
P = ρ.Q.h.g
Dimana :
P = daya keluaran secara teoritis (watt)
ρ = massa jenis fluida (kg/m3)
Q = debit air (m3/s)
h = ketinggian efektif (m)
g = gaya gravitasi (m/s2)
Pembangkit listrik tenaga air skala piko pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air saluran irigasi, sungai atau air terjun. Aliran air ini akan memutar poros turbin sehingga menghasilkan energi mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator dan generator menghasilkan listrik
Gambar 1 Proses PLTA skala pikohydro
Pada saluran irigasi ini terdapat penyaringan sampah untuk menyaring kotoran yang mengambang diatas air.
Kolam pengendap untuk mengendapkan kotoran.
Saluran pembuangan untuk membuang kelebihan air yang mengalir melalui saluran akibat banjir melalui pintu saluran pembuangan.
Akhir dari saluran ini adalah sebuah kolam penenang (forebay tank) yang berfungsi untuk mengendapkan dan menyaring kembali air agar kotoran tidak masuk dan merusak turbin, Selain itu kolam penenang ini berfungsi juga untuk menenangkan aliran air yang akan masuk ke dalam pipa pesat.
Pipa pesat (penstock) ini akan mengalirkan air ke rumah pembangkit (power house) yang terdapat turbin dan generator di dalamnya. Besar volume air yang masuk ke pipa pesat diatur melalui pintu pengatur.
Turbin pada proses pembangkitan listrik ini berputar karena adanya pengaruh energi potensial air yang mengalir dari pipa pesat dan mengenai sudu-sudu turbin.
Berputarnya turbin kemudian akan mengakibatkan generator juga berputar sehingga generator dapat menghasilkan listrik sebagai keluarannya. Besarnya daya listrik sebelum masuk ke turbin secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :
Pin turbin = ρ.Q.h.g
Sedangkan besar daya output turbin adalah sebagai berikut :
Pout turbin = ρ × Q × h × g × ηturbin
Sehingga secara matematis daya real yang dihasilkan dari pembangkit adalah :
Preal = ρ × Q × h × g × ηturbin × ηgenerator × ηtm
Dimana :
Pin turbin = daya masukan ke turbin (kW).
Pout turbin = daya keluaran dari turbin (kW).
Preal = daya sebenarnya yang dihasilkan (kW).
ρ = massa jenis fluida (kg/m3).
Q = debit air (m3/s).
h = ketinggian efektif (m)
g = gaya gravitasi (m/s2)
4. Komponen - komponen PLTA Skala Piko
Komponen PLTA skala piko sama dengan komponen pada PLTA mikrohidro, yang secara umum terbagi dalam :
4.1 Dam/Bendungan Pengalih dan Intake (Intake Diversion Weir dan Intake)
Pada umumnya instalasi PLTA skala piko merupakan pembangkit listrik tenaga air jenis aliran sungai atau saluran irigasi langsung, jarang yang merupakan jenis waduk (bendungan besar). Konstruksi bangunan intake untuk mengambil air langsung dapat berupa bendungan (weir) yang melintang sepanjang lebar sungai atau langsung membagi aliran air.
4.2 Bak Pengendap (Settling Basin)
Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.
4.3 Saluran Pembawa (Headrace)
Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.
4.4 Bak Penenang (Headtank)
Fungsi dari bak penenang adalah untuk mengatur perbedaan keluaran air antara sebuah penstock dan headrace, dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir, kayu-kayuan.
4.5 Pipa Penstock
Pipa Penstock sebagai saluran yang ditempatkan berdasarkan perbedaan ketinggian input dan out put atau elevasi yang terhubung langsung dengan turbin dimana pada out put pipa penstock terkadang dipasang nozel untuk menambah tekanan air jatuh.
4.6 Turbin.
Turbin merupakan alat yang bekerja berdasarkan tekanan air yang dihasilkan oleh adanya perbedaan ketinggian dan diarahkan pada sudu-sudu yang terdapat pada turbin sehingga terjadi putaran pada puli turbin yang di hubungkan dengan puli pada generator, selain itu pada turbin juga dilengkapi dengan alat yang disebut governor, berfungsi sebagai pengatur tekanan air pada sudu-sudu.
4.7 Generator.
Merupakan mesin pembangkit daya listrik yang menerima putaran dari turbin, atau mengubah putaran menjadi energi listrik.
4.8 Saluran Pembuangan
Saluran yang mengalirkan kembali air yang keluar dari turbin kembali ke sungai atau digunakan sebagai pengairan lainnya.
Pelaksanaan Pembangunan
karena yang dipilih merupakan pembangkit listrik pikohidro maka komponen biaya yang dikeluarkan juga biasanya akan diminimalisasikan sehingga banyak variasi pada penyusunan disain ini. Sebagai contoh, air dimasukkan secara langsung ke turbin dari sebuah saluran tanpa sebuah penstock, Tipe ini adalah metode paling sederhana untuk mendapatkan tenaga air tetapi belakangan ini tidak digunakan untuk pembangkit listrik karena efisiensinya rendah. design lain adalah bahwa saluran dapat dihilangkan dan penstock langsung ke turbin dari bak pengendap pertama. design Variasi seperti ini tergantung pada karakteristik khusus dari lokasi dan skema keperluan dari pengguna. berarti banyak komponen yang dapat disederhanakan untuk menurunkan biaya pembangunan.
>
Dari berbagai referensi, ditemukan kendala-kendala dalam pembanguna pikohydro diantaranya seperti ketinggian efektif (sampai 15 meter? ) untuk menghasilkan putaran turbin (kincir air) atau hasil output (daya listrik) yang relatif kecil.
Berikut adalah salah satu referensi yang cukup terang tentang pikohydro dari Bonk Adha Fadli:
Pembangkit tenaga air adalah suatu bentuk perubahan tenaga dari tenaga air dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga listrik, dengan menggunakan turbin air dan generator.
karena yang dipilih merupakan pembangkit listrik pikohidro maka komponen biaya yang dikeluarkan juga biasanya akan diminimalisasikan sehingga banyak variasi pada penyusunan disain ini. Sebagai contoh, air dimasukkan secara langsung ke turbin dari sebuah saluran tanpa sebuah penstock, Tipe ini adalah metode paling sederhana untuk mendapatkan tenaga air tetapi belakangan ini tidak digunakan untuk pembangkit listrik karena efisiensinya rendah. design lain adalah bahwa saluran dapat dihilangkan dan penstock langsung ke turbin dari bak pengendap pertama. design Variasi seperti ini tergantung pada karakteristik khusus dari lokasi dan skema keperluan dari pengguna. berarti banyak komponen yang dapat disederhanakan untuk menurunkan biaya pembangunan.
DASAR TEORI
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR SKALA PIKOHYDRO
1. Pengertian PLTA Skala Pikohydro
Pembangkit tenaga air adalah suatu bentuk perubahan tenaga dari tenaga air dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga listrik, dengan menggunakan turbin air dan generator.
karena yang dipilih merupakan pembangkit listrik pikohidro maka komponen biaya yang dikeluarkan juga biasanya akan diminimalisasikan sehingga banyak variasi pada penyusunan disain ini. Sebagai contoh, air dimasukkan secara langsung ke turbin dari sebuah saluran tanpa sebuah penstock, Tipe ini adalah metode paling sederhana untuk mendapatkan tenaga air tetapi belakangan ini tidak digunakan untuk pembangkit listrik karena efisiensinya rendah. design lain adalah bahwa saluran dapat dihilangkan dan penstock langsung ke turbin dari bak pengendap pertama. design Variasi seperti ini tergantung pada karakteristik khusus dari lokasi dan skema keperluan dari pengguna. berarti banyak komponen yang dapat disederhanakan untuk menurunkan biaya pembangunan.
DASAR TEORI
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR SKALA PIKOHYDRO
1. Pengertian PLTA Skala Pikohydro
Berdasarkan output yang dihasilkan, pembangkit listrik tenaga air dibedakan atas :
Large-hydro : lebih dari 100 MW
Medium-hydro : antara 15 – 100 MW
Small-hydro : antara 1 – 15 MW
Mini-hydro : Daya diatas 100 kW, tetapi dibawah 1 MW
Micro-hydro : antara 5kW – 100 kW
Pikohydro : daya yang dikeluarkan 5kW
Pembangkit pikohydro merupakan pembangkit listrik yang menghasilkan keluaran daya listrik tidak lebih dari 5 kW. Pembangkit ini memiliki beberapa keunggulan, seperti :
- Biaya pembuatannya relatif murah.
- Bahan-bahan pembuatannya mudah ditemukan di pasaran.
- Ramah lingkungan karena tidak menggunakan bahan bakar fosil.
- Pembangunannya dapat dipadukan dengan pembangunan jaringan irigasi.
- Perkembangan teknologinya relatif masih sedikit, sehingga cocok digunakan dalam jangka waktu yang lama.
- Tidak membutuhkan perawatan yang rumit dan dapat digunakan cukup lama.
- Ukurannya yang kecil, cocok digunakan untuk daerah pedesaan yang belum terjangkau jaringan aliran listrik PLN.
2. Prinsip Pembangkitan Tenaga Air
Pembangkitan tenaga air adalah suatu bentuk perubahan tenaga dari tenaga air dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga listrik, dengan menggunakan turbin air dan generator.
Daya (power) yang dihasilkan dapat dihitung berdasarkan rumus berikut :
P = ρ.Q.h.g
Dimana :
P = daya keluaran secara teoritis (watt)
ρ = massa jenis fluida (kg/m3)
Q = debit air (m3/s)
h = ketinggian efektif (m)
g = gaya gravitasi (m/s2)
Daya yang keluar dari generator dapat diperoleh dari perkalian efisiensi turbin dan generator dengan daya yang keluar secara teoritis. Sebagaimana dapat dipahami dari rumus tersebut di atas, daya yang dihasilkan adalah hasil kali dari tinggi jatuh dan debit air, oleh karena itu berhasilnya pembangkitan tenaga air tergantung daripada usaha untuk mendapatkan tinggi jatuh air dan debit yang besar secara efektif dan ekonomis.
3. Prinsip Pembangkitan Listrik Tenaga Air Pikohydro
3. Prinsip Pembangkitan Listrik Tenaga Air Pikohydro
Pembangkit listrik tenaga air skala piko pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air saluran irigasi, sungai atau air terjun. Aliran air ini akan memutar poros turbin sehingga menghasilkan energi mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator dan generator menghasilkan listrik
Gambar 1 Proses PLTA skala pikohydro
Pada saluran irigasi ini terdapat penyaringan sampah untuk menyaring kotoran yang mengambang diatas air.
Kolam pengendap untuk mengendapkan kotoran.
Saluran pembuangan untuk membuang kelebihan air yang mengalir melalui saluran akibat banjir melalui pintu saluran pembuangan.
Akhir dari saluran ini adalah sebuah kolam penenang (forebay tank) yang berfungsi untuk mengendapkan dan menyaring kembali air agar kotoran tidak masuk dan merusak turbin, Selain itu kolam penenang ini berfungsi juga untuk menenangkan aliran air yang akan masuk ke dalam pipa pesat.
Pipa pesat (penstock) ini akan mengalirkan air ke rumah pembangkit (power house) yang terdapat turbin dan generator di dalamnya. Besar volume air yang masuk ke pipa pesat diatur melalui pintu pengatur.
Turbin pada proses pembangkitan listrik ini berputar karena adanya pengaruh energi potensial air yang mengalir dari pipa pesat dan mengenai sudu-sudu turbin.
Berputarnya turbin kemudian akan mengakibatkan generator juga berputar sehingga generator dapat menghasilkan listrik sebagai keluarannya. Besarnya daya listrik sebelum masuk ke turbin secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :
Pin turbin = ρ.Q.h.g
Sedangkan besar daya output turbin adalah sebagai berikut :
Pout turbin = ρ × Q × h × g × ηturbin
Sehingga secara matematis daya real yang dihasilkan dari pembangkit adalah :
Preal = ρ × Q × h × g × ηturbin × ηgenerator × ηtm
Dimana :
Pin turbin = daya masukan ke turbin (kW).
Pout turbin = daya keluaran dari turbin (kW).
Preal = daya sebenarnya yang dihasilkan (kW).
ρ = massa jenis fluida (kg/m3).
Q = debit air (m3/s).
h = ketinggian efektif (m)
g = gaya gravitasi (m/s2)
4. Komponen - komponen PLTA Skala Piko
Komponen PLTA skala piko sama dengan komponen pada PLTA mikrohidro, yang secara umum terbagi dalam :
4.1 Dam/Bendungan Pengalih dan Intake (Intake Diversion Weir dan Intake)
Pada umumnya instalasi PLTA skala piko merupakan pembangkit listrik tenaga air jenis aliran sungai atau saluran irigasi langsung, jarang yang merupakan jenis waduk (bendungan besar). Konstruksi bangunan intake untuk mengambil air langsung dapat berupa bendungan (weir) yang melintang sepanjang lebar sungai atau langsung membagi aliran air.
4.2 Bak Pengendap (Settling Basin)
Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.
4.3 Saluran Pembawa (Headrace)
Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.
4.4 Bak Penenang (Headtank)
Fungsi dari bak penenang adalah untuk mengatur perbedaan keluaran air antara sebuah penstock dan headrace, dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir, kayu-kayuan.
4.5 Pipa Penstock
Pipa Penstock sebagai saluran yang ditempatkan berdasarkan perbedaan ketinggian input dan out put atau elevasi yang terhubung langsung dengan turbin dimana pada out put pipa penstock terkadang dipasang nozel untuk menambah tekanan air jatuh.
4.6 Turbin.
Turbin merupakan alat yang bekerja berdasarkan tekanan air yang dihasilkan oleh adanya perbedaan ketinggian dan diarahkan pada sudu-sudu yang terdapat pada turbin sehingga terjadi putaran pada puli turbin yang di hubungkan dengan puli pada generator, selain itu pada turbin juga dilengkapi dengan alat yang disebut governor, berfungsi sebagai pengatur tekanan air pada sudu-sudu.
4.7 Generator.
Merupakan mesin pembangkit daya listrik yang menerima putaran dari turbin, atau mengubah putaran menjadi energi listrik.
4.8 Saluran Pembuangan
Saluran yang mengalirkan kembali air yang keluar dari turbin kembali ke sungai atau digunakan sebagai pengairan lainnya.
Pelaksanaan Pembangunan
karena yang dipilih merupakan pembangkit listrik pikohidro maka komponen biaya yang dikeluarkan juga biasanya akan diminimalisasikan sehingga banyak variasi pada penyusunan disain ini. Sebagai contoh, air dimasukkan secara langsung ke turbin dari sebuah saluran tanpa sebuah penstock, Tipe ini adalah metode paling sederhana untuk mendapatkan tenaga air tetapi belakangan ini tidak digunakan untuk pembangkit listrik karena efisiensinya rendah. design lain adalah bahwa saluran dapat dihilangkan dan penstock langsung ke turbin dari bak pengendap pertama. design Variasi seperti ini tergantung pada karakteristik khusus dari lokasi dan skema keperluan dari pengguna. berarti banyak komponen yang dapat disederhanakan untuk menurunkan biaya pembangunan.
Foto-foto berikut yang kita dapatkan dari Wujudkan, dapat melengkapi ilustrasi bagaimana pembuatan turbin untuk pikohydro (ataupun mikrohydro) dengan memanfaatkan barang-barang bekas (pelek ban, Belt dari bekas ban Truk, dan generator hasil modifikasi untuk menghasilkan listrik).
Berdaya Ciptalah.
.png "Google-Translate-Indonesia to English"){kind=small}
0 komentar:
Posting Komentar