Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro

Gambar 1. PLTM Cikotok, Lebak - Banten

Dalam kesempatan kali ini, saya akan berbagi ilmu tentang PLTM. Tapi sebelumnya saya akan memperkenalkan diri saya terlebih dahulu karena sudah terlalu lama tidak nge-blog (maklum terlalu sibuk mempersiapkan pernikahan..Hehehe...Alibi) karena kata peribahasa " Tak kenal Maka Tak... Apalah..hehehe

Maharoni (see. Gambar 2, yang paling kanan), terlahir sejak 26 tahun yang lalu di sebuah desa di Kec. Sukadiri Kab. Tangerang, sebut saja Desa Karang Serang. Hehehe.. Tahun 2013 memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro dari sebuah Kampus Negeri di Bandung, UIN Sunan Gunung Djati Bandung. Alhamdulillah setelah melalui proses seleksi yang sangat panjang, terhitung tanggal 1 Oktober 2016 diangkat menjadi salah satu pegawai di salah satu BUMN terbesar di Indonesia, PLN (Persero) penempatan Unit Pusat Listrik Mamuju Sektor Pembangkitan Bakaru Wilayah Sulawesi Selatan, Tenggara dan Barat (Sulselrabar) sebagai Assistant Engineer Pemeliharaan Listrik dan Kontrol Instumen, Pusat Listrik (Puslis) Mamuju membawahi 4 Pusat Listrik yaitu PLTM Balla, PLTM Kalukku, PLTM Budong - budong dan PLTM Bonehau.

Sempat bekerja di salah satu perusahaan IPP (Independent Power Producer) yang bergerak dibidang PLTM yaitu KSO PT Bangun Bumi Bersatu - PT Minerina Cipta Guna di Jakarta mengembangkan 2 PLTM;  PLTM Cikotok (Kapasitas total 4,2 MW, read MegaWatt) dan PLTM Cibareno 1 (Kapasitas total 5 MW) di Lebak - Banten. Kemudian juga sempat menjadi Konsultan Lepas untuk Studi Kelayakan Penyambungan PLTM ke Sistem 20 kV dan Studi Kelistrikan untuk Pembangunan Pembangkit PLTU, PLTMG, PLTA di berbagai perusahaan konsultan besar di Jakarta (PT Wiratman Associates dan PT Hexa Integra Electrica (hire)) dan satu tahun terakhir bekerja di PT Auto Powerindo Utama (APU) sebagai Junior Electrical Engineer untuk Studi Electrical Protection Assesment PLTP Chevron Darajat dan Salak.

Semua pengalaman tersebut tak lepas dari arahan Bapak Ir. Pribadi Kadarisman (terkenal dengan sebutan Bapak Sistem Proteksi Kelistrikan Indonesia), beliau adalah guru besar/Babeh/Ustad/Sahabat kami atau apalah kami menyebutnya, yang jelas beliau adalah orang yang mengajarkan kepada kami ilmu tentang kelistrikan, ibadah, kehidupan bermasyarakat, berumahtangga, motivasi, dll. Beliau adalah panutan kami (iyah kami... Maharoni dan Gema Iriana, see. Gambar 2) di kesempatan lain saya akan memperkenal Gema Iriana "kakak saya" tersebut. Beliau (Pak Pribadi) mungkin juga panutan bagi semua karyawan PLN/akademisi yang pernah beliau bimbing baik ketika kuliah (STT PLN, Trisakti, UI), diklat atau penanganan troubleshoot/black-out sistem kelistrikan di PLN Wilayah Seluruh Indonesia.

Selama 3 tahun begitu banyak pengalaman dan ilmu yang telah kami dapatkan dari beliau (numpang makan pagi, makan siang, makan malam, hehehe.. maklum anak kos), semoga Allah SWT melimpahkan keberkahan dan kesehatan untuk Beliau (Pak Pribadi Kadarisman). Aaammiinn...

Gambar 2. Belajar dengan Pak Pribadi Kadarisman

Sepertinya sudah cukup perkenalan diri saya, kita kembali ke pokok pembahasan. melalui tulisan ini saya  ingin sharing knowledge mengenai PLTM semoga memberikan pengetahuan kepada sahabat.

Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro (PLTM) adalah Pembangkit listrik dengan memanfaatkan energi terbarukan yaitu tenaga potensial dari aliran air/ debit atau dengan kata lain PLTM adalah Pembangkit Listrik Tenaga Air skala kecil dengan kapasitas yang dibangkitkan dibawah 5 MW (Megawatt). Sebagaimana ditampilkan pada Gambar 1, merupakan salah satu PLTM yang ada di Indonesia, tepatnya di Kab. Lebak Provinsi Banten.

Gambar 3 Perbedaan PLTA, PLTM da PLTMH

Seperti diketahui, ada beberapa macam pembangkit listrik yang masing-masing diberi nama sesuai dengan sistem penggeraknya atau nama bahan bakar yang dipakai pusat pembangkit listrik, adalah sebagai berikut;

1. Pembangkit Listrik Tenaga Air
2. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
3. Pembangkit Listrik Tenaga Termal Batu Bara
4. Pembangkit Listrik Tenaga Termal Minyak
5. Pembangkit Listrik Tenaga Gas
6. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi 
7. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
8. Pembangkit Listrik Tenaga Surya
9. Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Berbagai macam sumber energi di dunia ini setelah dikonversi dapat dimanfaatkan sebagai tenaga penggerak suatu mesin. tetapi sebagai sumber utama sudah tentu adalah Matahari, Matahari sebagai sumber energi inti karena seluruh perubahan bentuk yang terjadi karena panas dari sinar matahari.

Energi yang terkandung dalam suatu fluida ialah energi potensial, dalam proses aliran di dalam pipa energi potensial berangsur - angsur berubah menjadi energi kinetik, di dalam turbin energi kinetik berubah menjadi energi mekanik dan energi mekanik dayanya diteruskan lewat poros generator sehingga berubah menjadi energi listrik.

Energi potensial air merupakan energi potensial berdasarkan perbedaan ketinggian/kedudukannya. Untuk menentukan energi potensial dapat diperoleh dengan menyesuaikan air tersebut dan yang perlu diperhatikan yaitu Jumlah air yang tersedia (debit) dan ketinggian hidrolik dari air yang ada.

Gambar 4. Proses Perubahan Energi

Jika benda jatuh dari ketinggian tertentu, kecepatan awalnya nol. Makin mendekati permukaan tanah, kecepatan benda jatuh makin besar. kecepatan maksimal benda jatuh adalah saat menyentuh permukaan tanah. besar kecepatan maksimal tersebut bergantung pada ketinggian benda dari permukaan tanah. prinsip inilah yang diaplikasikan dalam proses pembangkitan listik PLTA/PLTM/PLTMH.

Gambar 5. Pada peristiwa benda jatuh terjadi perubahan energi potensial menjadi energi kinetik

PLTA/PLTM/PLTMH merupakan pusat pembangkit tenaga listrik yang mengubah energi potensial air (energi gravitasi air) menjadi energi listrik. mesin penggerak yang digunakan adalah turbin air untuk mengubah energi potensial air menjadi kerja mekanis poros yang akan memutar rotor generator untuk menghasilkan energi listrik.

Air sebagai bahan baku dapat diperoleh dari sungai secara langsung disalurkan untuk memutar turbin atau dengan cara ditampung dahulu dengan menggunakan kolam tando atau waduk sebelum disalurkan dengan pipa untuk memutar turbin.

Daya listrik yang dibangkitakan dapat dihitung menggunakan pendekatan rumus:

                        P   = g . Q . h . eff Turbin. eff Generator (dalam satuan kW, kiloWatt)

                        

                        dimana:

                        P                    = Daya yang dihasilkan (kW)

                        g                     = gaya gravitasi (m/s)

                        h                     = head / tinggi terjun (m)

                        Q                    = debit air (m/s)

                        eff. Turbin      = Efisiensi Turbin (%)

                        eff. Generator = Efisiensi Generator (%)

Tipe dan jenis PLTA/PLTM/PLTMH berdasarkan cara memperoleh potensi air, dibagi sebagai berikut:

1. PLTM aliran sungai langsung tanpa kolam tando

Aliran sungai dialirkan langsung melalui saluran terbuka atau tertutup dengan memasang di ujung saluran tersebut (ujung masuk air). Air dimasukkan melalui pipa pesat/saluran terbuka.

2. PLTM Aliran sungai langsung dengan kolam tando

Aliran sungai dialirkan ke kolam melalui saluran terbuka atau tertutup dengan disaring terlebih dahulu dan ditampung di suatu kolam yang berfungsi untuk mengendapkan pasir, lumpur dan juga sebagai reservoir. Air dari kolam tersebut dialirkan melalui pipa pesat menggerakkan turbin untuk membangkitkan tenaga listrik. kolam tando dilengkapi dengan beberapa pintuk air gunanya untuk pengisian / pengosongan bila kolam tando diadakan pemeliharaan.

3. PLTM aliran sungai langsung dengan waduk

Air dari satu sungai atau lebih ditampung di suatu tempat untuk mendapatkan ketinggian tertentu dengan jalan dibendung air dari waduk tersebut dialirkan melalui saluran terbuka melalui pintu air ke saluran tertutup yang selanjutnya melalui pipa pesat menggerakkan turbin untuk membangkitkan tenaga listrik. 

4. PLTM aliran danau

Sumber air berasal dari sebuah danau yang potensinya cukup besar, untuk pengambilan air yang masuk ke PLTA dilaksanakan dengan pembuatan bendungan, perubahan daya muka air (DMA) + 4 meer dan bisa juga dengan menggunakan intake.

5. PLTM Pasang surut

Sumber air berasal dari pasang surut air laut. Pada saat air laut pasang, air laut memasuki teluk (sebagai kolam) melewati bangunan sentral sehingga air laut mendorong sudu-sudu jalan (runner) dari turbin yang tercouple dengan generator sehingga menghasilkan energi listrik. Pada saat air laut surut, permukaan air kolam lebih tinggi dari permukaan airl latu, air kolam akan mengalir ke laut melalui bangunan sentral dan akan memutar sudu-sudu turbin yang tercouple dengan generator sehingga didapat energi listrik kempali sampai terjadi air pasang lagi.

6. PLTM Pompa

PLTM pompa dibangun dan dioperasikan untuk PLTM beban puncak. Air waduk bagian atas dan air waduk bagian bawah diatur untuk operasi harian atau mingguan. PLTM Pompa digunakan untuk mengatur/menunjak beban puncak sistem. Danau bagiaan atas biasanya mempunyai kapasitas tampung yang besar tetapi mempunyai daerah tangkapan hujan yang sempit, sedangkan danau bagian bawah mempunyai daerah tangkapan hujan yang luas. 

Generator berfungsi sebagai motor, turbin berdiri sendiri terpisah dari pompanya generator, turbin dan pompa terletak di dalam satu poros (pompa terletak paling bawah).

7. PLTM sistem kaskade

Pemamfaatan sungai berarti sepanjang sungai dibangun beberapa PLTM, maka daerah PLTM itu disebut sistem kaskade PLTM, dimana PLTM yang berada dibawah memanfaatkan air setelah digunakan oleh PLTM diatasnya.

Sekian sharing kita untuk hari ini, dikarenakan sudah jam pulang kerja (16:00 WITA) dan sejujurnya jari tangan sudah pegal mengetik. hehehe

Semoga pembahasan yang sangat sederhana ini dapat menambah khasanah keilmuan sahabat.

Lain waktu saya sharing hal lain yang dapat menambah pengetahuan sahabat mengenai kelistrikan atau bisa sharing melaui email : ronimaha@gmail.com.

Salam Energi Terbarukan...!

Listrik untuk Kehidupan yang Lebih Baik