Kumpulan Artikel Online

8/18/2019 Kumpulan Artikel Online

1/51

Kumpulan Artikel Online

turbin air turbin air

1.1. Latar BelakangTenaga air merupakan sumber daya terpenting setelah tenaga uap atau panas. Hampir 30%

dari seluruh tenaga di dunia dipenuhi oleh pusat-pusat listrik tenaga air. Jumlah seluruh potensi tenagaair yang bisa dimanfaatkan di seluruh dunia seumlah !.000 "#. $amun sampai dengan sekarangpemanfaatan air untuk tenaga listrik hanya sekitar &00 "#. 'engan demikian masih banyak potensitenaga air yang harus digunakan untuk memaksimalkan energi yang ada.

'i (ndonesia sendiri pemanfaatan air sebagai pembangkit listrik masih sangat sedikitdibandingkan dengan negara lain. (ndonesia mempunyai potensi pembangkit listrik tenaga air )*+TA,sebesar 0.000 mega att )/#,. *otensi ini baru dimanfaatkan sekitar persen atau 3.!&1 /# atau2& persen dari umlah energi pembangkitan *T *+$. *adahal (ndonesia mempunyai banyak potensi

untuk dikembangkan menadi sumber pembangkit listrik tenaga air yang baru untuk memenuhi kebutuhanarga negara atas pasokan listrik untuk menalankan aktifitasnya.

4elain itu pembangunan pusat tenaga listrik bertenaga air ini uga didorong oleh krisis energiterutama di bidang listrik se5ara nasional. *+$ sebagai perusahaan negara yang mengelola distribusilistrik ke banyak ilayah mengalami penurunan produkstifitas yang disebabkan oleh semakin sedikitnyapasokan listrik dari sumber-sumber pembangkit listrik. 4ebab yang lain karena tidak berimbangnyaketersediaan listrik dengan semakin tingginya permintaan konsumen atas listrik. 'i Jaa Tengah sendirimengalami defisit listrik sebanyak 230 /#. Oleh karena itu listrik se5ara nasional harus mendapatkanperhatian se5ara khusus terutama dalam pemanfaatan sumber energi yang ada dan pembangunansumber-sumber pembangkit listrik yang berpotensi.

*emberlakuan sistem gilir )pemadaman listrik sementara, yang teradi & )dua, kali dalam 2)satu, bulan di Kabupaten #onosobo dalam beberapa bulan yang lalu uga membuktikan baha#onosobo sendiri uga tidak luput dari dampak adanya krisis energi listrik. *adahal Kabupaten#onosobo merupakan salah satu ilayah yang apabila ditinau se5ara geografis merupakan daerah yangberpotensial untuk pembangunan beberapa sumber pembangkit listrik terutama pembangkit listrik tenagaair. Kabupaten #onosobo uga mempunyai banyak sumber air yang menadi sumber air bagi sungai-sungai bahkan sungai besar di *ropinsi Jaa Tengah yang mengalir ke berbagai ilayah di #onosobodan sekitarnya.

Kabupaten #onosobo sendiri mempunyai beberapa sumber pembangkit listrik antara lain*+TA "arung dan *+T* 'ieng di 4ikunang yang terhubung se5ara interkoneksi ) interconnected , denganbeberapa pembangkit listrik yang berada di ilayah lain yang akan saling memberikan suplai ketika satuilayah sedang mengalami kesulitan pasokan. /eskipun ada sebagian ke5il pembangkit listrik tenaga air yang tidak terhubung sama sekali dengan pembangkit listrik yang lain )*+TA Tunggal6/andiri, yanghanya mensuplai sebagian ke5il dari ilayah Kabupaten #onosobo.

'ari 2! ke5amatan yang ada di #onosobo ada & ke5amatan yang tidak mendapatkan suplailistrik dari Kabupaten #onosobo. Kedua ke5amatan tersebut adalah Ke5amatan #adaslintang danKe5amatan Kaliiro. Kedua ke5amatan ini mendapatkan suplai listrik dari Kabupaten Kebumen.

Atas dasar tersebutlah maka perlu diren5anakan sebuah bangunan sebagai pusat listrik tenagaair yang terdiri dari bangunan penghimpun air dan bangunan yang mengalirkan air ke pusat instalasilistrik. *eren5anaan bangunan ini akan memanfaatkan aliran 4ungai Tulis di Ke5amatan 4ukoharo yangmerupakan perbatasan antara Kabupaten #onosobo dengan Kabupaten 7anarnegara.

1.2. Rumusan Masalah'engan adanya latar belakang yang telah diuraikan di atas maka beberapa rumusan masalah

dalam penyusunan peren5anaan ini adalah 8

http://pelajarantentangmesin.blogspot.co.id/http://pelajarantentangmesin.blogspot.co.id/


2/51

a. Kabupaten #onosobo mempunyai banyak potensi tenaga air. 'engan demikian bagaimana upaya yangdigunakan untuk memanfaatkan sumber daya air yang melimpah di Kabupaten #onosobo9

b. 4e5ara nasional teradi krisis energi terutama tenaga listrik bahkan Kabupaten #onosobo terkenaimbasnya. /aka bagaimana agar krisis listrik tersebut bisa diaab.

5. 'ua ke5amatan di Kabupaten #onosobo yang tidak mendapatkan suplai listrik dari Kabupaten#onosobo )Ke5amatan #adaslintang dan Ke5amatan Kaliiro, perlu untuk mendapatkan perhatian./aka bagaimana agar & )dua, ke5amatan tersebut dapat disuplai dari kabupatennya sendiri.

d. 7angunan pusat tenaga listrik yang dibangun bagaimana kemudian harus memenuhi standar peren5anaan bangunan air yang telah ditetapkan.

1.3. Maksud dan Tujuan Adapun maksud dan tuuan dari peren5anaan pusat listrik tenaga air ini adalah 8

a. /emanfaatkan se5ara maksimal potensi sumber daya air yang ada di Kabupaten #onosobo.b. 'iharapkan akan membantu *emerintah dalam mengatasi krisis listrik yang sedang teradi terutama di

Jaa Tengah yang mengalami defisit listrik sebanyak 230 /#.5. /eren5anakan pusat listrik tenaga air yang sesuai dengan standar bangunan air.d. /endapatkan analisa peren5anaan yang ekonomis efektif dan efisien.e. /enerapkan ilmu yang sudah diperoleh di bangku kuliah.

1.4. Pembatasan Masalah*ada prinsipnya dalam pelaksanaan peren5anaan maupun pembangunan pusat listrik tenaga

air pekeraannya sangat kompleks. *ada tulisan ini hanya akan dibahas mengenai perhitungan sertakriteria-kriteria yang mendasari desain dari suatu bangunan pusat listrik tenaga air enis bendungan.*embahasan tersebut meliputi 8

a. *erhitungan penyediaan air dan kapasitas reservoir yang diperlukan.b. Kriteria yang mendasari desain dari bendungan bangunan pelimpah dan bangunan pemasok air

)intake,.5. *eren5anaan dari bangunan penyalur air )waterway ,.d. *erhitungan kapasitas daya dan pendapatan *+TA.e. Tinauan mengenai perbedaan *+TA Tunggal ) isolated , dengan *+TA dalam sistem aringan interkoneksi

)interconnected ,.

1.5. Lokasi Perencanaan

7angunan pusat pembangkit listrik tenaga air ini terletak pada 'aerah Aliran 4ungai Tulis yangberada pada 8'esa 8 4uroyudanKe5amatan 8 4ukoharoKabupaten 8 #onosobo


3/51

1.. !istematika PenulisanTugas Akhir ini disusun dalam 3 )tiga, bagian yang men5akup bagian pendahuluan bagian

pembahasan dna bagian penutup. 7agian pendahuluan terdiri dari halaman udul halaman pengesahanhalaman persembahan kata pengantar daftar isi daftar gambar daftar tabel dan daftar lampiran.4edangkan bagian pembahasan terdiri dari studi pustaka metodologi penelitian dan peren5anaan.4ementara bagian penutup terdiri dari kesimpulan saran serta daftar pustaka.

Tiga bagian tersebut akan disistematiskan dalam )tuuh, bab dengan susunan sebagai berikut8

BAB I PENDAHULUANBab ini membahas tentang Latar Belakang, Rumusan Masalah, Maksud dan

Tujuan, Pembatasan Masalah, Lkasi Peren!anaan dan "istematika Penulisan#

BAB II $A%IAN PU"TA$A

Bab ini membahas tentang dasar&dasar 'eren!anaan dari sebuah bangunansebagai 'usat tenaga listrik tenaga air dan kajian tentang ka'asitas PLTA#

BAB III MET(D(L()I

Bab ini membahas tentang data&data *ang harus dida'atkan dalam 'eren!anaan

bangunan 'usat listrik tenaga air dan bagaimana metde 'engum'ulan datan*a#BAB I+ $RITERIA PERENANAAN PEN-EDIAAN DAN BAN)UNAN

PEN)HIMPUN AIR Bab ini membahas tentang 'erhitungan ka'asitas bendungan dan jumlah air

*ang da'at dihim'un, kriteria 'eren!anaan bangunan 'enghim'un air *angterdiri dari bangunan bendung, bangunan 'elim'ah dan bangunan 'emask air#

BAB + PERENANAAN BAN)UNAN PEN-ALUR AIR

Bab ini membahas tentang 'eren!anaan dan desain dari bangunan 'en*alur air

*ang terdiri dari ter.ngan tekan, sumur 'eredam, 'i'a 'esat dan blk angker#

BAB +I TIN%AUAN P(TEN"I PLTA

Bab ini membahas tentang ka'asitas PLTA, tinjauan dari sistem jaringan

ter'isah atau tunggal /isolated 0 dengan s*stem jaringan interkneksi/interconnected 0 serta 'erhitungan 'enda'atan dan 'enerimaan PLTA#

BAB +II PENUTUP

Bab ini membahas tentang kesim'ulan, saran dan kata 'enutu'#

2.1. Tinjauan "mum*embangkitan listrik tenaga air adalah suatu bentuk perubahan tenaga dari tenaga air dengan

ketinggian dan debit tertentu menadi tenaga listrik dengan menggunakan turbin air dan generator. 'ayayang dihasilkan adalah suatu persentase atau bagian hasil perkalian tinggi terun dengan debit air. Olehkarena itu berhasilnya pembangkitan listrik dengan tenaga air tergantung dari usaha untuk mendapatkantinggi terun air yang 5ukup dan debit yang 5ukup besar se5ara efektif dan produktif.

'i hulu sungai di mana pada umumnya kemiringan dasar sungai lebih 5uram akan lebih mudah

diperoleh tinggi terun yang besar. 4edangkan di hilir sungai tinggi terun rendah dan debit besar. 4ebabfaktor yang menentukan ukuran-ukuran dimensi bangunan tenaga air maupun peralatan mesin )mekanik,adalah debit air. /aka terun tinggi dengan debit ke5il akan memerlukan ukuran atau dimensi bangunandan permesinan akan ke5il. 4edangkan tinggi terun rendah dan debit air yang besar akan memerlukanukuran atau dimensi bangunan air dan mesin yang besar. Oleh karena itu bagian hulu sungai lebihekonomis sedangkan bagian hilirnya kurang ekonomis.

*+TA yang didapatkan dari sebuah bendungan pada prinsipnya berfungsi untuk menyediakantinggi tekanan yang 5ukup untuk membangkitkan tenaga listrik antara muka air pada bagian yangdisadap )intake, sampai dengan muka air yang keluar dari turbin dan kembali ke aliran sungai serta


4/51

menyediakan aliran air yang 5ukup dan konstan untuk aktu-aktu tertentu. Oleh karena itu perludisediakan aduk )reservoir , yang dapat menampung aliran air dari sungai agar dapat dimanfaatkanse5ara optimal.

:ntuk *+TA enis bendungan terdiri bagian-bagian berikut 8a. 7endungan )dam, lengkap dengan pintu pelimpah air )spillway , serta bendung yang terbentuk di hulu

sungai.b. 7agian penyalur air )waterway ,2, 7agian penyadapan air )intake,&, *ipa atau teroongan tekan )headrace pipe/tunnel ,3, Tangki pendatar atau sumur peredam )surgetank ,, *ipa pesat ) penstock ,!, 7agian pusat tenaga ) power house, yang men5akup turbin dan generator pembangkit listrik, 7agian yang menampung air keluar dari turbin untuk dikembalikan ke aliran sungai ) tail race,5. 7agian elektromekanik yaitu peralatan yang terdapat pada pusat tenaga ) power station, meliputi turbin

generator crane dan lain-lain.d. 7agian seradang hubung listrik )switch yard , bagian pusat pengatur )control room, trafo dan

sebagainya.Terdapat beberapa ;ariasi enis susunan dan penggunaan dari bagian-bagian yang disebut di atastergantung dari bagaimana sistem *+TA tersebut diren5anakan.

2.2. Perhitungan Pen#ediaan $ir %ari %ebit !ungai*enetapan kapasitas untuk suatu bendungan sungai biasanya disebut penelaahan operasi

)operation study , dan merupakan suatu simulasi dari pengoperasian bendungan untuk suatu periodeyang sesuai dengan seperangkat aturan yang ditetapkan. 4uatu penelaahan operasi dapat dikerakanberdasarkan inter;al tahunan bulanan atau harian. 'ata bulanan paling umum dipergunakan tetapiuntuk sebuah bendungan besar yang menyimpan tampungan beberapa tahun inter;al tahunan akan5ukup memuaskan.

*erhitungan penyediaan air dari debit sungai untuk kebutuhan *+TA dapat di5ari dengan & )dua,5ara. .

&. /etode pengambilan debit sungai ?0% kering ika tidak diren5anakan adanya bangunan bendungan./etode ini adalah dengan mengumpulkan debit sungai dari besar ke ke5il dan dipilih debit terke5ilsebesar ?0%. 'ebit tersebutlah yang akan digunakan sebagai debit tetap untuk menggerakkan tubin.Jika ada debit yang berada di baah nilai tersebut maka biasanya diberlakukan sistem gilir ataupemadaman sementara atau dengan membeli )menerima pasokan, listrik dari pembangkit listrik yang lainuntuk memenuhi kebutuhan listrik pada aktu debit air di sungai tidak men5ukupi.

2.3. Tinjauan &a'asitas PLT$Kapasitas *+TA adalah daya maksimum yang dapat dihasilkan oleh generator pada tinggi terun

air tertentu dengan aliran penuh. 7esarnya daya yang dihasilkan merupakan fungsi dari besarnya debitsungai dan tinggi terun air. 7esarnya debit yang dipakai sebagai debit ren5ana bisa merupakan debit

minimum dari sungai tersebut sepanang tahunnya atau diambil antara debit minimum dan maksimumtergantung fungsi yang diren5anakan *+TA tersebut.

7esarnya tinggi terun air terikat pada kondisi geografis di mana *+TA tersebut berada.*anangnya lintasan yang harus dilalui air dari bendungan ke turbin menyebabkan hilangnya sebagianenergi air energi air yang tersisa )tinggi terun efektif, inilah yang menggerakkan turbin air dan kemudianturbin air ini yang menggerakkan generator. 7esarnya daya yang dihasilkan uga tergantung dari efisiensikeseluruhan )overall efficiency , *+TA tersebut yang terdiri dari efisiensi hidrolik yaitu perbandinganantara energi efektif dan energi kotor )bruto, efisiensi turbin dan efisiensi generator =&>.

'engan demikian besarnya daya yang dapat dirumuskan sebagai berikut 8


5/51

P = 9,8 . Q . h . η (KW) 11111111111111######### /2#30

'i mana 8@ debit air )m36detik,h tinggi terun air efektif )m,B efisiensi keseluruhan *+TACfisiensi keseluruhan *+TA didapatkan dari 8

η = ηh x ηt x ηg 11111111111111111111### /2#20

di mana 8Bh efisiensi hidrolikBt efisiensi turbinBg efisiensi generator

2.4. Bagian(Bagian %ari Bangunan Penghim'un $ir 2.4.1. Tam'ungan )reservoir atau *aduk+

Dungsi utama dari aduk adalah untuk menyediakan simpanan )tampungan, maka 5iri fisiknyayang paling penting adalah kapasitas simpanan=3>. Kapasitas aduk yang bentuknya beraturan dapatdihitung dengan rumus-rumus untuk menghitung ;olume benda padat.

*ermukaan genangan normal adalah ele;asi maksimum yang di5apai oleh kenaikan permukaanaduk pada kondisi operasi biasa. :ntuk sebagian besar aduk genangan normal ditentukan oleh

ele;asi mer5u pelimpah atau pun5ak pintu pelimpah. *ermukaan genangan minimum adalah ele;asiterendah yang dapat diperoleh bila genangan dilepaskan pada kondisi normal. Eolume simpanan yangterletak di antara permukaan genangan minimum dan normal disebut simpanan berguna. Air yangditahan di baah permukaan genangan minimum dan normal disebut simpanan mati.

2.4.2. Bangunan Bendungan )dam+7endungan adalah salah satu bangunan air yang dibangun melintang sungai dengan fungsi

suatu *+TA adalah untuk menahan aliran air hingga diperoleh tinggi terun yang 5ukup besar sehinggayang akan menghasilkan daya penggerak turbin yang besar. 7endungan dapat dikonstruksikan dalamberbagai bentuk dan dari berbagai bahan. 7erikut diberikan 5ontoh ma5am-ma5am bendunganberdasarkan pada enis dan bahan bangunan.

2.4.3. Bangunan Pelim'ah7angunan pelimpah merupakan bangunan pengaman dari suatu bendungan yang harus

mempunyai kapasitas sedemikian sehingga mampu menyalurkan kelebihan air yang dialirkan sungaimasuk bendungan pada aktu bendungan penuh atau permukaan air maksimum diperkirakan tanpamenimbulkan kerusakan pada bendungan itu sendiri.

7entuk ambang pelimpah dan saluran pembaanya dibuat sedemikian sehingga air yang melaluipelimpah dapat tersalur dengan halus dan dengan turbulensi seke5il mungkin. Karena apabila luapan air terlepas dari permukaan pelimpah maka akan teradi ruang hampa pada titik perpisahan tersebutsehingga teradi ka;itasi )peronggaan,=>. *eristia ka;itasi harus dihindari karena dapat membahayakanbendungan. 'ebit pelimpah dapat dihitung dengan rumus pelimpah pendek yaitu 8

Q = C d . L . H 3! 1111111111111111111 /2#40

'i mana 8

@ debit air yang melalui pelimpah )m36detik,Fd koefisien debit+ panang mer5u )meter,H tinggi tekanan di atas pelimpah )meter,7esarnya koefisien Fd tergantung dari bentuk pelimpah kekasaran pelimpah dan hubungan antara mukaair hulu dan hilir dan biasanya berkisar antara 2 G &3 atau ditentukan dari hasil per5obaan dilaboratorium.

2.4.4. Bangunan Pemasok $ir )intake+


6/51

7angunan pemasok air atau intake adalah suatu bangunan yang digunakan untuk mengambil air dari bendungan ke dalam pipa tekan untuk kemudian disalurkan ke turbin. Intake pada suatu *+TAdidesain untuk membaa air ke turbin dengan kehilangan energi seke5il-ke5ilnya. /aka perludiperhatikan dalam peren5anaanintake adalah ke5epatan pada pintu pemasukan harus diusahakanseke5il mungkin. Hal ini untuk menghindari terbaanya partikel tanah dan pasir. 7iasanya dibatasi antara&0 G 30 5m6detik=!>.

2.5. Bagian(Bagian %ari Bangunan Pen#alur $ir .*emilihan bentuk penampang tergantung pada kondisi tanah atau geologinya. Kondisi yang baik adalahbatuan yang keras yang mampu menahan gaya-gaya yang bekera pada teroong

'alam peren5anaan bentuk dan dimensi teroongan tekan harus diperhitungkan se5ara teknisdan ekonomis. Teroongan harus diren5anakan untuk dapat menahan gaya-gaya yang ditimbulkan olehtekanan tekanan dari dalam maupun luar. 'alam hal ini yang paling menentukan adalah kondisi geologi

dari site ren5ana teroongan tersebut. 7agaimana kekuatan tanah atau batuannya kondisi air tanah dankedalaman dari permukaan tanah. Hal ini penting untuk menentukan besarnya gaya-gaya luar yang harusditahan di samping tekanan air dari dalam sehingga bisa diran5ang konstruksi untuk perkuatannya.7iaya konstruksi dan kehilangan energi pada teroongan dibuat seminimal mungkin. 4ebaiknya dibuatdengan diameter ekonomis.

'iameter ekonomis didapat dari perbandingan antara diameter pipa dengan besarnya cost dankehilangan energi.


7/51

λ koefisien gesekan panang saluran )meter,v ke5epatan air di saluran )m6s,

D diameter saluran )m,g = gaya gra;itasi bumi )m&6detik,b. Kehilangan energi sekunder

Kehilangan energi sekunder ini terdiri dari 8- Kehilangan energi pada pemasukan )he,

!e adalah koefisien kehilangan energi pada pemasukan- Kehilangan energi pada belokan )hb,

- Kehilangan energi pada katup atau pintu )hg ,!b adalah koefisien kehilangan energi karenabelokan

'engan demikian total kehilangan tinggi energi )ht , yang teradi pada teroongan tekan adalah 8

ht = he " h# " h$ " hg

7esarnya kehilangan tinggi energi ini dihitung sebagai kehilangan produksi listrik per tahun.dengan memasukkan harga listrik per-K#H maka dapat dihitung besarnya kehilangan produksi yaitusebesar 8

9,8 x Q x ht x % x harga listri& 'er Kh

" lama pengoperasian per tahun )am,:ntuk menekan besarnya kehilangan energi maka dilakukan upaya untuk memperke5il yaitu

dengan 5ara 8a. *elapisan dan penghalusan )lining , permukaan saluranb. /emperbesar profil saluran5. /enghindari kemungkinan belokan-belokan dan perubahan profil.

Teroongan tekan sebaiknya dibuat dalam & )dua, saluran. 'engan maksud apabila salah satuteroongan tekan membutuhkan perbaikan teroongan yang lain masih sapat bekera menyalurkan air ke turbin sehingga produksi listrik tidak terhenti.

2.5.2. !umur Peredam4umur peredam adalah konstruksi yang berfungsi mengurangi tekanan yang berlebihan yang

diakibatkan oleh pukulan air disamping sebagai reservoir untuk memenuhi kebutuhan air yang meningkattiba-tiba sekaligus mengurangi tekanan negatif yang teradi. Konstruksi ini diletakkan pada terminalteroongan tekan sehingga memungkinkan mengurangi tekanan air yang teradi pada teroongan tekandan pipa pesat. 4eandainya kondisi geologi memungkinkan sumur peredam dapat digali di dalam batuandi atas teroongan tekan tersebut.

4istem kera sumur peredam adalah sebagai berikut 8- *ada saat beban listrik berkurang maka kebutuhan air untuk menggerakkan turbin uga berkurang.

Katub akan menutup se5ara otomatis sehingga air yang mengalir tertahan. Hal ini menimbulkan tekanansepanang saluran. Tekanan tersebut disalurkan ke sumur peredam yang mempunyai permukaan air

bebas. Hal ini menyebabkan naiknya permukaan air pada tangki peredam. *ermukaan air pada tangkiakan berayun sampai berhenti karena gesekan.

- 4ebaliknya kalau beban kera turbin bertambah maka debit air uga meningkat. *ada aal perubahanini peningktan kebutuhan air tersebut dipenuhi dari air sumur peredam sampai debit air dari adukmengalir konstan.

'alam peren5anaan sumur peredam baik pemilihan lokasi maupun dimensinya harusmempertimbangkan faktor-faktor geologi topografi hidrolik geometri saluran pembaa sistempengoperasian turbin dan faktor ekonomis dengan kriteria sebagai berikut 8


8/51

- 4umur peredam harus mempunyai ketinggian yang 5ukup sehingga air tidak meluap saat permukaan air pada sumur peredam naik atau pada saat debit berkurang tiba-tiba.

- 4umur peredam harus terisi air setiap saat guna men5egah masuknya udara ke dalam teroongan.Jadi untuk menentukan tinggi sumur peredam perlu dihitung ele;asi air maksimum dan minimum

pada sumur peredam. :ntuk menentukan ele;asi air maksimum pada sumur peredam didasarkan padakondisi di mana pada saat ele;asi air pada bendungan maksimum teradi pengurangan muatan. 4edanguntuk ele;asi air minimum pada sumur peredam diperoleh dari kondisi saat permukaan air padabendungan minimum teradi penambahan muatan. :ntuk menghitung ele;asi maksimum dapat digunaanmetode #alame$%aden[8] dan untuk ele;asi minimum dengan rumus &ogt's.

4ebelum menentukan tinggi sumur peredam terlebih dahulu di5ari diameter sumur. +uaspenampang sumur berpengaruh pada tinggi sumur yang dibutuhkan. 4emakin besar diameter sumursemakin ke5il tinggi sumur yang diperlukan. :ntuk menentukan diameter minimal sumur peredam dipakairumus "homa yaitu 8

/n0 11111111111111111# /2#350

'i mana 8 Ath lu panang teroongan tekan )m, A luas penampang teroongan )m&,5 total headloss dibagi dengan velocity n angka keamanan untuk smumur peredam sederhana diambil

sebesar 2&!

*ipa tekan yang dipakai untuk mengalirkan air dari tangki atas )head tank , atau langsung daribangunan ambil air disebut pipa pesat ) penstock ,. Dungsi dari pipa pesat adalah sebagai alat pengantar air ke turbin adi syaratnya harus rapat atau kedap air dan harus kuat menahan atau mengimbangitekanan air dalam pipa.

*ada uung permulaan pipa pesat ini disediakan katub )valve, untuk menutup aliran air dalampipa dan mengosongkannya. *ada suatu *+TA sederhana dan ke5il katub di permulaan pipa pesathanya satu yaitu katub tangan )manual operated valve, dan pipa *+TA yang besar di samping katubtangan tersebut uga dilengkapi dengan katub otomatis.

4elanutnya di depan pipa pesat dipasang saringan untuk menghindarkan masuknya benda-benda yang tidak diinginkan ke dalam pipa dan terus ke turbin yang dapat menimbulkan kerusakan-

kerusakan./a5am-ma5am bahan dari pipa pesat adalah 8

a. *ipa pesat dari kayub. *ipa pesat dari baa5. *ipa pesat dari beton bertulangd. *ipa pesat dari aluminiume. *ipa pesat dari baa dengan beton bertulang )pipa golang, atau pipa *rof. (r. 4oediatmo=1>.


9/51

"ambar &.& 4kema pipa pesat *rof. 4ediatmo:ntuk peren5anaan *+TA dengan pipa golang yang terdiri dari & )dua, buah pipa yang terbuat

dari pipa baa corten )tahan karat, dengan tebal & mm. dengan dibungkus beton bertulang tulangan danbeton setempat tempat sesuai tekanan air setempat serta komposisi beton keseluruhan 2 p5 8 2! pasir 8&! batu pe5ah. *ipa-pipa dengan panang meter dilas di tempat kemudian dipasang dan bagian yangdilas harus diperiksa.

*ipa pesat dari baa dan beton bertulang mempunyai prinsip-prinsip sebagai berikut 8a. 7eton hanya menahan tekanan dari luar saa )tekanan negatif, adi tidak menahan tekanan tarik.b. Agar kedap6rapat air dan gesekan ke5il maka dibuat suatu mantel dari baa yang tahan karat )cortan

steel ,.5. 4ebagian besar tegangan tarik tangensial dipikul oleh tulangan-tulangan 5in5in )tulangan beton,.

d. 7eton di antara mantel dan tulangan 5in5in hanya bekera sebagai pengisi.e. :ntuk memperbesar koefisien las dari 5in5in maka sambungan tulangan 5in5in angan diletakkan pada

satu garis )koefisien las praktis dapat dianggap 2,.f. 4ebagai perkuatan mantel dan mantel dapat terpegang lebih baik oleh beton maka diberi rib-rib besi

kanal )( atau F, pada arak tertentu melingkari mantel.

Kehilangan energi )headloss, yang teradi pada pipa pesat adalah sebagai berikut 8a. Kehilangan valve tinggi energi pada katub )hg ,. Kehilangan ini di5ari dengan persamaan )&.,.b. Kehilangan tinggi energi karena perubahan penampang )he,

7esarnya kehilangan tinggi energi pada perubahan penampang dipengaruhi oleh panangnyaperalihan )daerah transisi, serta sudut peralihan. :ntuk men5ari koefisien kehilangan energi padaperalihan dapat digunakan grafik koefisien kehilangan energi pada perubahan profil.

1111111111111111111 /2#320

!e adalah koefisien kehilangan tinggi energi karena perubahan penampang5. Kehilangan tinggi energi pada belokan )bends, )kb,. Kehilangan ini dapat di5ari dengan persamaan

)&.,. Kehilangan energi ini tergantung dari sudut belok pipa.d. Kehilangan tinggi energi karena gesekan )hf ,. Kehilangan energi ini dapat di5ari dengan persamaan

)&.,e. Kehilangan tinggi energi pada pengeluaran

111111111111111111### /2#340

!o adalah koefisien kehilangan tinggi energi pada pengeluaran'engan demikian total kehilangan tinggi energi )ht , pada pipa pesat adalah 8

ht = hg " h$ " ht " ho " h# 111111111111####### /2#360

2.5.4. Blok $ngker Dungsi blok angker adalah untuk memegang pipa pesat pada tanah pondasi agar titik

perpotongan sumbu pipa pesat tidak bergerak )pipa pesat harus tetap dapat bergerak axial ,. :mumnyadiletakkan pada tiap-tiap sudut atau belokan pipa pesat dan pada pipa pesat yang lurus pada arak 200


10/51

meter. *elana )saddle atau sochell , dipasang pada sela blok angker dengan arak G 2& meter. Jadikeduanya menyangga berat pipa dan air. 7lok angker dapat dibuat dari 8

a. *asangan batu batab. *asangan batu pe5ah6kali5. 7eton bertulang

*ada skema peren5anaan ini digunakan blok angker yang terbuat dari beton bertulang.4ambungan pada pipa pesat dapat di atas di baah atau di tengah. 4ambungan di atas sangat

menguntungkan bagi blok angker dan soal pemsangan )montage, lebih mudah yaitu dari baah ke arahatas dari tempat turbin. Jadi setelah sampai maka tidak teradi apa-apa karena kolam pengumpul ataubendungan sangat luas. *ada sambungan ini diperhitungkan gaya pada blok angker. 4ifat-sifat dari tanahatau batu pondasi adalah sangat penting bagi stabilitas blok angker )tegangan tanah harus 5ukup kuatmenahan gaya-gaya,

4yarat kestabilan pada blok angker adalah resultan gaya-gaya yang bekera pada blok angker harus terletak pada inti )263 bagian tengahnya,. 7eban-beban yang bekera pada blok angker ini adalahberat sendiri dari pipa pesat yang terdiri dari berat beton dan berat baa serta berat air yang meleati pipapesat.

4edangkan gaya-gaya yang bekera pada blok angker adalah83.1. Tinjauan "mum'alam meren5anakan sebuah bangunan seperti *+TA harus diperhatikan aspek-aspek yang

mempengaruhinya. Daktor teknis yang perlu diperhatikan adalah 8 hidrologi morfologi topografi data

tanah dan pelaksanaan.*eren5anaan *+TA ini ditentukan berdasarkan pada kapasitas yang ingin dihasilkan. Kapasitas

tersebut ditentukan oleh ketersediaan debit air sungai yang tersedia dan tinggi terun efektif yangdiren5anakan. /elalui analisa hidrologi dapat ditentukan besarnya debit yang dibutuhkan.

3.2. %ata Teknis7eberapa data teknis yang dibutuhkan adalah 8

2. 'ata topografi'igunakan untuk mengetahui kondisi lapangan yang akan diren5anakan *+TA. *+TA terletak di

Ke5amatan 4ukoharo Kabupaten #onosobo. *eren5anaan *+TA ini masuk dalam 'aerah Aliran 4ungaiTulis yang merupakan perbatasan antara Kabupaten #onosobo dengan Kabupaten 7anarnegara.*anang 4ungai Tulis ini adalah 2 km di mana hilir sungai bertemu dengan aliran 4ungai 4erayu diperbatasan antara kedua kabupaten tersebut.

'aerah yang akan diren5anakan *+TA merupakan daerah perbukitan sehingga 5ukup ekonomisuntuk dibangun bendungan di daerah tersebut. 7angunan penyalur air dibuat sedemikian rupa tanpaterpengaruh oleh topografinya yang berbukit dan diperoleh tinggi terun yang diinginkan. 'ata topografiyang digunakan adalah Ke5amatan 4ukoharo.

&. 'ata hidrologi

'ata hidrologi menyangkut data debit air dari 4ungai Tulis yang akan mempengaruhiperen5anaan dari besarnya air yang dapat dihimpun dan kapasitas bendungan yang akan diren5anakan.:ntuk mendapatkan data debit air 4ungai Tulis diambil dari laporan harian dari bulan ke bulan daristasiun pengukuran bendung +imbangan yang ada di Kabupaten 7anarnegara.

*eriode aktu yang digunakan adalah dari tahun &002 G &001. dengan demikian diharapkanakan didapatkan data yang 5ukup memadai sebagai data untuk menghitung debit minimum yang dapatdihimpun oleh suatu bendung dan desain dari bangunan penghimpun air sendiri.

3. 'ata guna lahan )landuse,

'ata ini dipakai untuk mengetahui tata guna lahan di sekitar peren5anaan bangunan *+TA. 'ataini bisa men5egah beberapa konflik dan pembengkakkan biaya untuk pembebasan lahan apabila beradadi ilayah pemukiman.

. 'ata tentang listrik di #onosobo

'ata ini digunakan sebagai analisis dan pembanding dengan hasil peren5anaan daya yang akandihasilkan oleh *+TA. 4elain untuk mengetahui berapa besar daya yang dihasilkan oleh beberapapembangkit listrik yang ada di #onosobo. 'ata ini akan digunakan sebagai a5uan dalam mengetahuitingkat defisit listrik yang teradi di Jaa Tengah.7esarnya daya terpasang


11/51

7esarnya daya tersambung di #onosobo7esarnya konsumsi listrik di #onosobo7esarnya defisit listrik di Jaa Tengah

4edangkan di #onosobo sendiri dari 2 ke5amatan yang ada & di antaranya )Ke5amatan#adaslintang dan Kaliiro, tidak disuplai dari #onosobo tetapi dari Kabupaten Kebumen. 4ehingga inibisa menadi bahan pertimbangan perlunya pembangunan pusat listrik di daerah yang dekat dengankedua ke5amatan tersebut.

'ata-data di atas didapatkan dari kantor pelayanan *+$ Ianting #onosobo dan kantor *enyaluran dan *usat *engaturan 7eban Jaa G 7ali Iegion Jateng G '(< :nit *elayanan Transmisi*urokerto 7ase Famp #onosobo.

3.3. Penentuan Lokasi Bendungan %an PLT$'alam menentukan lokasi *+TA harus diperhatikan beberapa kriteria umum. Krieria umum

tersebut adalah 8

2. 7endung dibangun di leher sungai yang akan menyebabkan biaya pembangunan bendungmenadi lebih efisien dan efektif.

&. Topografi pada lokasi bendung yang diinginkan.

3. Hidrologi sungai harus diperhatikan untuk mengetahui karakteristik aliran sungai dan debit air banir.

. Jenis material sedimentasi.

3.4. Metode Pengum'ulan %ata'ata maupun keterangan yang didapat dikumpulkan dari beberapa metode. /etode-metode

tersebut adalah 8

2. /etode interview

yaitu dengan mengadakan kegiatan tanya aab dengan pihak yang ada di ahli di bidangnya danmengetahui keobektifan data. /isalnya dari 'inas *ekeraan :mum pelaksana *+$ 'inas 7adan*eren5anaan 'aerah 'inas 7adan *ertanahan $asional dan lainnya.

&. Obser;asi


12/51

- Tingkat kemiringan- *anang saluran- 'ebit air yang melalui bangunan penyalur.

kehilangan tinggi energi tersebut akan mempengaruhi tingkat tinggi terun efektif dari air. 4ehingga akanmempengaruhi kapasitas listrik yang akan dihasilkan.

e. *erhitungan kapasitas *+TA*erhitungan kapasitas dari *+TA yang dihasilkan didapatkan dari hasil perkalian antara tinggi terunefektif yang ada debit air yang meleati pipa penyalur air ke turbin dan efisiensi dari *+TA. Hasil dariperhitungan kapasitas *+TA ini kemudian akan dibandingkan dengan data tentang listrik di #onosoboyang didaptkan agar dapat dinilai seauh mana peren5anaan *+TA ini dapat menaab persoalan yangdihadapi di bidang energi listrik yang sedang teradi.

Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

B$B ,

P-%$/"L"$

$. Latar Belakang

*embangkit listrik tenaga air adalah salah satu sumber energi listrik yang memanfaatkan

air sebagai sumber listrik. *embangkit ini merupakan salah satu sumber energi listrik utama

yang ada di (ndonesia. Keberadaannya diharapkan mampu memenuhi pasokan listrik bagi

masyarakat (ndonesia selain yang berasal dari bahan bakar batu bara. *embangkit listrik

tenaga air di (ndonesia banyak dikembangkan. Hal ini karena persediaan air di (ndonesia 5ukup

melimpah. Keberadaan beberapa aduk besar di (ndonesia selain digunakan untuk

penampungan air uga dimanfaatkan untuk menadi energi penghasil listrik. *ilihan

mengembangkan pembangkit listrik tenaga air ini salah satunya disebabkan potensi air yang

ada di (ndonesia. Jumlah air yang melimpah dikembangkan untuk men5iptakan energi yang

diubah menadi sebuah arus listrik. Hal ini dituukan untuk men5iptakan biaya produksi yang

murah pada listrik di (ndonesia. *embangkit listrik tenaga air termasuk salah satu sumber

pembangkit listrik tertua yang pernah ditemukan. 4elain pembangkit ini masih ada pula

beberapa enis pembangkit listrik yang ada di dunia. 4eperti pembangkit listrik tenaga surya

pembangkit listrik tenaga diesel dan uga pembangkit listrik tenaga nuklir. *embangkit tinggi

tenaga air )*+TA, bekera dengan 5ara merubah energi potensial )dari dam atauai r te r u n ,

men ad i ene rg i mekan ik ) de ng an ba n t ua n t u r bin a i r , dan d ar i

ene rg y mekanik menadi energi listrik )dengan bantuan generator,. Kapasitas *+TA

diseluruh dunia ada sekitar !.000 /# setara dengan 3 milyar barrel minyak


13/51

atau samadengan & % kebutuhan listrik dunia yang digunakan oleh lebih 2 milyar orang.

*+TA termasuk enis pembangkitan hidro. Karena pembangkitan ini menggunakan air untuk

keranya. 4aat ini pengetahuan tentang *+TA perlu untuk diketahui oleh para

mahasisa sebagai modal aal untuk kedepannya.

*+TA mulai dikembangkan di (ndonesia se5ara bertahap pada tahun 2100. /asa itu

merupakan era dimana penggunaan bahan bakar minyak merupakan sumber energi utama di

dunia. *engembangan *+TA tidak terlalu diprioritaskan oleh karena itu progresnya beralan

lambat. 4edangkan sekarang pengembangan *+TA mulai di tinau ulang karena penggunaan

bahan bakar minyak mengahasilkan banyak polusi lingkungan dan persediaan bahan bakar

minyak mulai menipis.

7eberapa alasan tambahan baha *+TA lebih menguntungkan dibandingkan tipe

generator lain adalah 8

2. *ersediaan air 5enderung tidak habis dan dapat diperbaharui.

&. Iamah +ingkungan.

3. Tidak memerlukan bahan bakar.

. *eriode mulainya teradi se5ara terus menerus.

!. *engoperasiannya sederhana dan biaya peraatannya murah.

. Hampir tidak ada resiko meledak.

B. Rumusan Masalah

Adapun hal yang akan dibahas mengenai *+TA pada makalah ini adalah8

2. Apa yang dimaksud dengan *+TA9

&. 7agaimana sebuah *+TA bisa beroperasi9

3. 7agaimana prinsip kera *+TA9

.

4iapa sasaran dari pembangunan *+TA9

!. Apa saa yang dibutuhkan untuk membangun *+TA9

. Apakah dampak dari pembangunan *+TA9

0. Tujuan Pembahasan

Tuuan dari pembahasan mengenai *+TA pada makalah ini adalah8


14/51

2. /ahasisa dapat menelaskan tentang pembangkitan listrik khususnya *+TA.

&. /ahasisa mengetahui bagaimana prinsip kera dari sebuah *+TA.

3. 'engan membahas *+TA kita bisa mengetahui faktor penting dalam pembangunan *+TA dan

dampak bagi masyarakat sekitar.

B$B ,,

,!,

http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116


15/51

A. +andasan Teori

Tenaga air merupakan sumber daya terpenting. Tenaga air memiliki beberapa

keuntungan yang tidak dapat dipisahkan. 7ahan bakar untuk *+T: adakah batubara.

7erdasarkan pengertian yang sama kita dapat mengatakan baha bahan bakr untuk

*+TA adalah air. $yatanya suatu urnal teknis mengenai tenag air menamakannya

sebagi batubara putih. Tetapi keunggulan untuk bahan bakar *+TA ini sama sekali tidak

akan habis terpakai ataupun berubah menadi yang lain.

*+TA tidak menghadapi masalah pembuangan limbah. *+TA meruapkan suatu

sumber energy yang abadi. Air melintas melalaui turbin tanpa kehilangan kemampuan

pelayanan untuk ilayah di hilirnya. 7iaya pengoperasian dan pemeliharaan *+TA

sangat rendah.

*ada *+TA transportasi batubara putih berlangsung se5ara alamiah. Turbin-

turbin pada *+TA bisa dioperasikan setiap saat dan 5ukup sederhana untuk dimengerti.

*eralatan *+TA yang mutakhir umumnya memiliki peluang yang besar untuk bisa

dioperasikan selama !0 tahun. *+TA bisa diamnfaatkan untuk 5adangan yang bisa

diandalakn pada sistem kelistrikan terpadu.

1. Pengertian PLT$

*engertian pembangkit listrik tenaga air )*+TA, bekera dengan 5ara merubahenergi potensial )dari dam atau air terun, menadi energi mekanik )dengan bantuan turbinair,

dan dari energi mekanik menadi energi listrik )dengan bantuan generator, *embangkit listrik

tenaga air kon;ensional bekera dengan 5ara mengalirkan air dari dam ke turbin setelah itu air

dibuang. *ada saat beban pun5ak air dalam loer reser;oir akan di pompa ke upper

reser;oir sehingga 5adangan air pada aduk utama tetap stabil.

*embangkit listrik tenaga air )*+TA, bekera dengan 5ara merubah energi potensial )dari

dam atau air terun, menadi energi mekanik )dengan bantuan turbin air, dan dari energi

mekanik menadi energi listrik )dengan bantuan generator,.

*+TA dapat beroperasi sesuai dengan peran5angan sebelumnya bila mempunyai 'aerah

Aliran 4ungai )'A4, yang potensial sebagai sumber air untuk memenuhkebutuhan dalam

pengoperasian *+TA tersebut. *ada operasi *+TA tersebut perhitungan keadaan air yang

masuk pada aduk 6 dam tempat penampungan air beserta besar air yang tersedia dalam

aduk 6 dam dan perhitungan besar air yang akan dialirkan melalui pintu saluran air untuk

menggerakkan turbin sebagai penggerak sumber listrik tersebut merupakan suatu keharusan

http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=6650645274345573475http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=6650645274345573475http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=6650645274345573475http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116


16/51

untuk dimiliki dengan demikian kontrol terhadap air yang masuk maupun yang didistribusikan

ke pintu saluran air untuk menggerakkan turbin harus dilakukan dengan baik sehingga dalam

operasi *+TA tersebut dapat diadikan sebagai dasar tindakan pengaturan efisiensi

penggunaan air maupun pengamanan seluruh sistem sehingga *+TA tersebut dapat

beroperasi sepanang tahun alaupun pada musim kemarau panang.

Kapasitas *+TA diseluruh dunia ada sekitar !.000 /# setara dengan 3 milyar barrel

minyak atau sama dengan & % kebutuhan listrik dunia yang digunakan oleh lebih 2 milyar

orang.

'alam penentuan pemanfaatan suatu potensi sumber tenaga air bagi pembangkitan tanaga

listrik ditentukan oleh tiga faktor yaitu8

a. Jumlah air yang tersedia yang merupakan fungsi dari atuh huan dan atau salu.

b. Tinggi terun yang dapat dimanfaatkan hal mana tergantung dari topografi daerah tersebut.

5. Jarak lokasi yang dapat dimanfaatkan terhadap adanya pusat-pusat beban atau aringan

transmisi.

2. Prinsi' PLT$ dan konersi energi

*ada prinsipnya *+TA mengolah energi potensial air diubah menadi energi kinetis dengan

adanya head lalu energi kinetis ini berubah menadi energi mekanis dengan adanya aliran air

yang menggerakkan turbin lalu energi mekanis ini berubah menadi energi listrik melalui

perputaran rotor pada generator. Jumlah energi listrik yang bisa dibangkitkan dengan sumber daya air tergantung pada dua hal yaitu arak tinggi air )head, dan berapa besar umlah air yang

mengalir )debit,.

:ntuk bisa menghasilkan energi listrik dari air harus melalui beberapa tahapan perubahan

energi yaitu8

a. Cnergi *otensial

Cnergi potensial yaitu energi yang teradi akibat adanya beda potensial yaitu akibat adanya

perbedaan ketinggian. 7esarnya energi potensial yaitu8

Cp m . g . h

'imana8

Cp 8 Cnergi *otensial

m 8 massa )kg,


17/51

g 8 gra;itasi )1.? kg6m&,

h 8 head )m,

b. Cnergi Kinetis

Cnergi kinetis yaitu energi yang dihasilkan akibat adanya aliran air sehingga timbul air

dengan ke5epatan tertentu yang dirumuskan.

Ck 0! m . ; . ;

'imana8

Ck 8 Cnergi kinetis

m 8 massa )kg,

; 8 ke5epatan )m6s,

c. Cnergi /ekanis

Cnergi mekanis yaitu energi yang timbul akibat adanya pergerakan turbin. 7esarnya energi

mekanis tergantung dari besarnya energi potensial dan energi kinetis. 7esarnya energi

mekanis.

dirumuskan8 Cm T . . t

'imana8

Cm 8 Cnergi mekanis

T 8 torsi

8 sudut putar

t 8 aktu )s,

d. Cnergi +istrik

Ketika turbin berputar maka rotor uga berputar sehingga menghasilkan energi listrik sesuai

persamaan8

Cl E . ( . t

'imana8


18/51

Cl 8 Cnergi +istrik

E 8 tegangan )Eolt,

( 8 Arus )Ampere,

t 8 aktu )s,

3. &om'onen %asar PLT$

Komponen G komponen dasar *+TA berupa dam turbin generator dan transmisi. 'am

berfungsi untuk menampung air dalam umlah besar karena turbin memerlukan pasokan air

yang 5ukup dan stabil. 4elain itu dam uga berfungsi untuk pengendalian banir.

a. Turbin

Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menadi energi mekanik. Air akan

memukul sudu G sudu dari turbin sehingga turbin berputar. *erputaran turbin ini di hubungkan

ke generator.

Turbin merupakan peralatan yang tersusun dan terdiri dari beberapa peralatan suplai air

masuk turbin diantaranya sudu )runner, pipa pesat )pensto5k, rumah turbin )spiral 5hasing,

katup utama )inlet ;al;e, pipa lepas )draft tube, alat pengaman poros bantalan )bearing, dan

distributor listrik. /enurut momentum air turbin dibedakan menadi dua kelompok yaitu turbin

reaksi dan turbin impuls. Turbin reaksi bekera karena adanya tekanan air sedangkan turbin

impuls bekera karena ke5epatan air yang menghantam sudu.

*rinsip Kera Turbin Ieaksi yaitu 4udu-sudu )runner, pada turbin fran5is dan propeller

berfungsi sebagai sudu-sudu alan posisi sudunya tetap )tidak bisa digerakkan,. 4edangkan

sudu-sudu pada turbin kaplan berfungsi sebagai sudu-sudu alan posisi sudunya bisa

digerakkan )pada sumbunya, yang diatur oleh ser;omotor dengan 5ara manual atau otomatis

sesuai dengan pembukaan sudu atur. *roses penurunan tekanan air teradi baik pada sudu-

sudu atur maupun pada sudu-sudu alan )runner blade,. *rinsip Tera Turbin *elton berbedadengan turbin rekasi 4udu-sudu yang berbentuk mangkok berfungsi sebagai sudu-sudu alan

posisinya tetap )tidak bisa digerakkan,.

'alam hal ini proses penurunan tekanan air terutama teradi didalam sudu-sudu aturnya

saa )nosel, dan sedikit sekali )dapat diabaikan, teradi pada sudu-sudu alan )mangkok-

mangkok runner,.Air yang digunakan untuk membangkitkan listrik bisa berasal dari bendungan


19/51

yang dibangun diatas gunung yang tinggi atau dari aliran sungai baah tanah. Karena sumber

air yang ber;ariasi maka turbin air didesain sesuai dengan karakteristik dan umlah aliran

airnya. 7erikut ini merupakan berbagai enis turbin yang biasa digunakan untuk *+TA.

b. "enerator

"enerator dihubungkan ke turbin dengan bantuan poros dan gearbo. /emanfaatkan

perputaran turbin untuk memutar kumparan magnet didalam generator sehingga teradi

pergerakan elektron yang membangkitkan arus AF.

"enerator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi

mekanis. "enerator terdiri dari dua bagian utama yaitu rotor dan stator. Iotor terdiri dari 2?

buah besi yang dililit oleh kaat dan dipasang se5ara melingkar sehingga membentuk 1 pasang

kutub utara dan selatan. Jika kutub ini dialiri arus eksitasi dari Automati5 Eoltage Iegulator

)AEI, maka akan timbul magnet. Iotor terletak satu poros dengan turbin sehingga ika turbin

berputar maka rotor uga ikut berputar. /agnet yang berputar memproduksi tegangan di kaat

setiap kali sebuah kutub meleati L5oilM yang terletak di stator. +alu tegangan inilah yang

kemudian menadi listrik. Agar generator bisa menghasilkan listrik ada tiga hal yang harus

diperhatikan yaitu8

i. *utaran

*utaran rotor dipengaruhi oleh frekuensi dan umlah pasang kutub pada rotor sesuai

dengan persamaan8

B 0 . f 6 *

dimana8

B 8 putaran

f 8 frekuensi

* 8 umlah pasang kutub

Jumlah kutub pada rotor di *+TA 4aguling sebanyak 1 pasang dengan frekuensi system

sebesar !0 HertN maka didapat nilai putaran rotor sebesar 333 rpm.

ii. Kumparan

7anyak dan besarnya umlah kumparan pada stator mempengaruhi besarnya daya listrik

yang bisa dihasilkan oleh pembangkit


20/51

iii. /agnet

/agnet yang ada pada generator bukan magnet permanen melainkan dihasilkan dari

besi yang dililit kaat. Jika lilitan tersebut dialiri arus eksitasi dari AEI maka akan timbul magnet

dari rotor.

4ehingga didapat persamaan8

C 7 . E . +

'imana8

C 8 "aya elektromagnet

7 8 Kuat medan magnet

E 8 Ke5epatan putar

+ 8 *anang penghantar

'ari ketiga hal tersebut yang bernilai tetap adalah putaran rotor dan kumparan sehingga

agar beban yang dihasilkan sesuai maka yang bisa diatur adalah sifat kemagnetannya yaitu

dengan mengatur umlah arus yang masuk. /akin besar arus yang masuk makin besar pula

nilai kemagnetannya sedangkan makin ke5il arus yang masuk makin ke5il pula nilai

kemagnetannya.

/enurut enis penempatan thrust bearingnya generator dibedakan menadi empat yaitu8

• Jenis biasa thrust bearing diletakkan diatas generator dengan dua guide bearing.

• Jenis *ayung ):mbrella "enerator, thrust bearing dan satu guide bearing diletakkan dibaah

rotor.

• Jenis setengah payung )4emi :mbrella "enerator, kombinasi guide dan thrust bearing

diletakkan dibaah rotor dan se5ond guide bearing diletakkan diatas rotor.

• Jenis *enunang 7aah thrust bearing diletakkan dibaah 5oupling. "enerator yang

digunakan di 4aguling adalah enis 4etengah *ayung.

5. Tra;o


21/51

Tra;o digunakan untuk menaikan tegangan arus bolak balik )AF, agar listrik tidak banyak

terbuang saat dialirkan melalui transmisi. Tra;o yang digunakan adalah tra;o step up. Transmisi

berguna untuk mengalirkan listrik dari *+TA ke rumah G rumah atau industri. 4ebelum listrik kita

pakai tegangannya di turunkan lagi dengan tra;o step don. *embangkit listrik tenaga air

kon;ensional bekera dengan 5ara mengalirkan air dari dam ke turbin setelah itu air dibuang.4aat ini ada teknologi baru yang dikenal dengan pumped-storage plant.

d. 7endungan

7endungan atau dam adalah konstruksi yang dibangun untuk menahan lau air menadi

aduk danau atau tempat rekreasi. 7endungan uga digunakan untuk mengalirkan air ke

sebuah *usat +istrik Tenaga Air. Kebanyakan dam uga memiliki bagian yang disebut pintu air

untuk membuang air yang tidak diinginkan se5ara bertahap atau berkelanutan. Jenis

bendungan antara lain8

i. 7endungan 7eton

• 7endungan "ra;itasi

• 7endungan 7usur

• 7endungan Iongga

ii. 7endungan :rugan

• 7endungan :rugan 7atu

• 7endungan Tanah

iii. 7endungan Kerangka 7aa

i;. 7endungan Kayu

4. enis PLT$

a.

*+TA enis terusan air )ater ay,

Adalah pusat listrik yang mempunyai tempat ambil air )intake, di hulu sungai dan

mengalirkan air ke hilir melalui terusan air dengan kemiringan )gradient, yang agak ke5il.Tenaga

listrik dibangkitkan dengan 5ara memanfaatkan tinggi terun dan kemiringan sungai.


22/51

b. *+TA enis 'A/ 6bendungan

Adalah pembangkit listrik dengan bendungan yang melintang disungai pembuatan

bendungan ini dimaksudkan untuk menaikkan permukaan air dibagian hulu sungai guna

membangkitkan energi potensial yang lebih besar sebagai pembangkit listrik.

c. *+TA enis terusan dan 'A/ )5ampuran,

Adalah pusat listrik yang menggunakan gabungan dari dua enis sebelumnya adi energi

potensial yang diperoleh dari bendungan dan terusan.

5. aduk

#aduk adalah kolam besar tempat menyimpan air sediaan untuk berbagai kebutuhan.

#aduk dapat teradi se5ara alami maupun dibuat manusia.4esuai dengan kondisi alam

pengembangan *+TA dapat dibagi atas & enis yaitu 8 tipe aduk dan tipe aliran langsung. Tipe

aduk dapat berupa bendungan)reser;oir, dan keluaran danau )lake outlet, sedangkan tipe

aliran langsung dapat berupa aliran langsung sungai )run-off ri;er, dan aliran langsung dengan

bendungan pendek )run-off ri;er ith lo head dam,. Fontohnya adalah bendungan 45ri;ener

Fanberra Australia dibangun untuk mengatasi banir !000-tahunan.

#aduk buatan dibangun dengan 5ara membuat bendungan yang lalu dialiri air sampai

aduk tersebut penuh dan dapat diklasifikasikan menurut struktur tuuan atau ketinggian.

a. 7erdasarkan struktur dan bahan yang digunakan bendungan dapat diklasifikasikan sebagai8

'am kayu embankment dam atau masonry dam.

b. 7erdasarkan tuuan dibuatnya yaitu8 untuk menyediakan air untuk irigasi atau penyediaan air

di perkotaan meningkatkan na;igasi menghasilkan tenaga hidroelektrik men5iptakan tempat

rekreasi atau habitat untuk ikan dan hean lainnya. *en5egahan banir dan menahan

pembuangan dari tempat industri seperti pertambangan atau pabrik.

c. 7erdasarkan ketinggian yaitu8 dam besar lebih tinggi dari 2! meter dan dam utama lebih dari

2!0 m.-dam rendah kurang dari 30 m dam ketinggian-medium antara 30 -200 m dan damtinggi lebih dari 200 m.7eberapa bendungan lainnya yaitu bendungan 4adel sebenarnya adalah

sebuah dikeyaitu tembok yang dibangun sepanang sisi danau untuk melindungi tanah

disekelilingnya dari banir. (ni mirip dengan tanggul yaitu tembok yang dibuatsepanang sisi

sungai atau air terun untuk melindungi tanah di sekitarnya darikebaniran. 4ebuah bendungan

*engukur o;erflo dam didisain untuk dileati air. #eir adalah sebuah tipe bendungan

pengukur ke5il yang digunakan untuk mengukur input air. 7endungan *enge5ek 5he5k dam


23/51

adalah bendungan ke5il yang didisain untuk mengurangi dan mengontrol arus soil

erosion. *umped-storage plant memiliki dua penampungan yaitu8

i. #aduk :tama )upper reser;oir, seperti dam pada *+TA kon;ensional. Air dialirkan langsung ke

turbin untuk menghasilkan listrik.

ii. #aduk 5adangan )loer reser;oir,. Air yang keluar dari turbin ditampung di loer reser;oir

sebelum dibuang disungai.

. Parameter #ang mem'engaruhi 'engo'erasian PLT$

a. Keberadaan Air

:ntuk dapat mengoptimalkan pengoperasian *+TA baik dalam keadaan musim

penghuan. /aupun musim kemaraupanang diperlukan perhitungan besar ;olume air yang

tersedia dalam aduk 6 dam guna perhitungan berapa besar debit air yang harus dialirkanmelalui pintu air yang dialirkan ke turbin. 7ila teradi banir berapa besar ;olume air yang harus

dibuang keluar dari aduk 6 dam melalui pintu pembungan air sehingga tetap teradi

keseimbangan air dalam aduk 6 dam dengan demikian dapat dihindari kerusakan bangunan

aduk 6 dam maupun perangkat keras pendukung lainnya. :ntuk kebutuhan perhitungan

keadaan air baik yang akan masuk maupun yang berada dalam aduk 6 dam dilakukan

pengukuran terhadap parameter yang mempengaruhi keadaan air yang akan masuk maupun

yang ada dalam aduk6dam. *engukuran tersebut dilakukan pada berbagai stasiun ukur yang

tersebar pada 'A4 dalam aduk 6 dam tersebut.

b. Konstruksi 4aluran Air ke Turbin

Ke5epatan gerakan turbin dipengaruhi oleh besar tekanan aliran air yang dialirkan ke

turbin. 7esar tekanan aliran air yang dialirkan tersebut dipengaruhi debit air yang dialirkan

beserta konstruksi dan penempatan saluran air yang mengalirkan air tersebut. 4emakin lebar

diameter dan semakin tinggi pintu saluran air dibuka semakin besar debit air yang dialirkan

semakin tinggi tekanan air yang teradi masuk ke turbin. 4elain hal tersebut diatas ran5angan

dan peletakan saluran air tersebut uga mempengaruhi tekanan air yang dialirkan ke turbin.

*ada prinsipnya ada beberapa parameter yang mempengaruhi operasi *+TA disebabkan oleh 8

i. Keberadaan Air

:ntuk dapat mengoptimalkan pengoperasian *+TA baik dalam keadaan musim penghuan

maupun musim kemarau panang diperlukan perhitungan besar ;olume air yang tersedia dalam

aduk 6 dam guna perhitungan berapa besar debit air yang harus dialirkan melalui pintu air

yang dialirkan ke turbin.


24/51

7ila teradi banir berapa besar ;olume air yang harus dibuang keluar dari aduk 6 dam

melalui pintu pembungan air sehingga tetap teradi keseimbangan air dalam aduk 6 dam

dengan demikian dapat dihindari kerusakan bangunan aduk 6 dam maupun perangkat keras

pendukung lainnya. :ntuk kebutuhan perhitungan keadaan air baik yang akan masuk maupun

yang berada dalam aduk 6 dam dilakukan pengukuran terhadap parameter yangmempengaruhi keadaan air yang akan masuk maupun yang ada dalam aduk6dam.

*engukuran tersebut dilakukan pada berbagai stasiun ukur yang tersebar pada 'A4 dalam

aduk 6 dam tersebut. 'ata hasil pengukuran yang diperoleh pada stasiun pengukuran

ditransmisikan melalui media komunikasi yang digunakan ke pusat kontrol operasi *+TA untuk

diproses sesuai fungsinya dalam sistem kontrol tersebut.

*ada perhitungan keberadaan air tersebut ada beberapa parameter yang harus

diperhatikan antara lain8

ii. Aliran permukaan ) surfa5e flo,

Aliran permukaan dan aliran dasar dipengaruhi intensitas 5urah huan dan lama turunnya

huan. 4emakin tinggi intensitas 5urah huan dan semakin lama aktu turunnya huan semakin

besar aliran permukaan dan aliran dasar sungai. Tinggi permukaan dipengaruhi aliran

permukaan dan aliran dasar. 4emakin besar aliran permukaan dan aliran dasar semakin tinggi

muka air yang teradi sehingga semakin besar ;olume air yang mengalir ke dalam aduk 6

dam.

iii. Aliran dasar ) 7ase flo,

i;. Tinggi muka air

;. Kehilangan air karena keadaan lingkungan

*arameter kehilangan air yang disebabkan keadaan lingkungan dipengaruhi antara lain8

• 4uhu udara semakin tinggi suhu udara semakin besar kehilangan air.

• Kelembaban semakin ke5il kelembaban )humidity, semakin besar kehilangan air.

• Ke5epatan angin semakin 5epat ke5epatan angin berhembus semakin besar kehilangan air.

• *enyinaran matahari semakin panas dan semakin lama penyinaran matahari semakin besar

kehilangan air.

;i. Keadaan 'A4

*arameter keadaan 'A4 dipengaruhi beberapa parameter antara lain 8


25/51

• Eagitasi semakin rapat tumbuhnya tumbuh-tumbuhan )pohon, dalam 'A4 semakin besar

aliran dasar sungai.

• *enduduk semakin padat 6 ramai penduduk yang bermukim dalam 'A4 semakin besar

kehilangan air.

• (ndustri semakin banyak industri yang beroperasi dalam 'A4 semakin besar kehilangan air

. &lasiikasi PLT$

Klasifikasi *embangkit +istrik Tenaga Air berdasarkan8

a. 7erdasarkan tuuan

Hal ini disebabkan karena fungsi yang berbeda-beda misalnya untuk mensuplai air

irigasi kontrol banir dan lain sebagainya disamping produksi utamanya yaitu tenaga listrik.

b. 7erdasarkan keadaan hidraulik

4uatu dasar klasifikasi pada pembangkit listrik tenaga air adalah memperhatikan prinsip

dasar hidraulika saat peren5anaannya. Ada empat enis pembangkit yang menggunakan prinsip

ini.


26/51

*engoperasian bekera dalam hubungan penyediaan tenaga listrik sesuai dengan

permintaan atau pengoperasian dapat berbentuk suatu kesatuan sistem kisi-kisi yang

mempunyai banyak unit.

d. 7erdasarkan +okasi Kolam *enyimpanan dan *engatur.

Kolam yang dilengkapi dengan konstruksi bendungan6tanggul. Kolam tersbut diperlukan

ketika teradi pengaliran tidak sama untuk kurun aktu lebih dari satu tahun. Tanpa kolam

penyimpanan pembangkit6instalasi dipergunakan dalam pengaliran keadaan normal.

e. 7erdasarkan +okasi dan Topografi

(nstalasi pembangkit dapat berlokasi didaerah pegunungan atau dataran. *embangkit di

pegunungan biasanya bangunan utamanya berupa bendungan dan di daerah dataran berupa

tanggul.

f. 7erdasarkan Kapasitas *+TA

/enurut /esonyi8

i. *embangkit listrik yang paling ke5il sampai dengan 8 200 k#

ii. Kapasitas *+TA yang terendah sampai dengan 8 2000 k#

iii. Kapasitas menengah *+TA sampai dengan 8 20000 k#

i;. Kapasitas tertinggi diatas 8 20000 k#

g. 7erdasarkan ketinggian tekanan air

i. *+TA dengan tekanan air rendah kurang dari 8dibaah 2! m

ii. *+TA dengan tekan air menengah berkisar 82! m G 0 m

iii. *+TA dengan tekanan air tinggi berkisar 82 m G &!0 m

i;. *+TA dengaan tekanan air yang sangat tinggi 8diatas &!0 m

h. 7erdasarkan bangunan6konstruksi utama

7erdasarkan bangunan 6 konstruksi utama dibagi atas8

• *embangkit listrik pada aliran sungai pemiliahn lokasi harus menamin baha pengalirannya

tetap normal dan tidak mengganggu bahan-bahn konstruksi pembangkit listrik. 'engan

demikian pembangkit listrik alaupun mempunyai kolam 5adangan untuk penyimpanan air yang

besar uga mempunyai sebuah saluran pengatur alannya air dari kolam penyimpanan itu.


27/51

• *embangkit listrik dengan bendungan yang terletak di lembah maka bendungan

itu merupakan lokasi utama dalam men5iptakan sebauh kolam penampung 5adangan air dan

konstruksi bangunan terletak pada sisi tanggul.

• *embangkit listrik tenaga air dengan pengalihan terusan aliran air yang dialirkan melalui

sebauh terusan ke konstruksi bangunan yang lokasinya 5ukup auh dari kolam penyimpanan.

Air dari lokasi bangunan dikeringkan ke dalam sungai semula denagn suatu pengalihan aliran

air. *embangkt listrik tenaga air dengan pengalihan ketinggian tekanan air dialirkan melalui

sebuah sitem teroongan dan terusan yang menuu kolam 5adangan diatas atau aliran lain

melalui lokasi bangunan ini.

6. enis Turbin $ir

a. Turbin Kaplan

Turbin Kaplan digunakan untuk tinggi terun yang rendah yaitu di baah&0 meter.

Teknik mengkon;ersikan energi potensial air menadi energi mekanik roda air turbin dilakukan

melalui pemanfaatan ke5epatan air. Ioda air turbin Kaplan menyerupai baling-baling dari kipas

angin.

b. Turbin Dran5is

Turbin Dran5is paling banyak digunakan di (ndonesia. Turbin ini digunakan untuk tinggi

terun sedang yaitu antara &0-00 meter. Teknik mengkon;ersikan energi potensial air menadienergi mekanik pada roda air turbin dilakukan melalui proses reaksi sehingga turbin Dran5is

ugadisebut sebagai turbin reaksi.

5. Turbin *elton

Turbin *elton adalah turbin untuk tinggi terun yang tinggi yaitu di atas 300 meter. Teknik

mengkon;ersikan energi potensial air menadi energi mekanik pada roda air turbin dilakukan

melalui proses impuls sehingga turbin *elton uga disebut sebagai turbin impuls.

:ntuk semua ma5am turbin air tersebut di atas ada katup pengatur yang mengatur

banyaknya air yang akan dialirkan ke roda air. 'engan pengaturan air ini daya turbin dapat

diatur. 'i depan katup pengatur terdapat katup utama yang harus ditutup apabila turbin air

dihentikan untuk melaksanakan pekeraan pemeliharaan atau perbaikan pada turbin. Apabila

teradi gangguan listrik yang menyebabkan */T generator trip- maka untuk men5egah turbin

berputar terlalu 5epat karena hilangnya beban generator yang diputar oleh turbin katup

pengatur air yang menuu ke turbin harus ditutup. *enutupan katup pengatur ini akan


28/51

menimbulkan gelombang air membalik yang dalam bahasa (nggris disebut water hammer )palu

air,.Water hammer ini menimbulkan pukulan mekanis kepada pipa pesat ke arah atas )hulu,

yang akhirnya diredam dalam tabung peredam )surge tank ,.

Ke5epatan spesifik )specffic speed , turbin air didefinisikan sebagai umlah putaran per menit

=rpm> )rotation per minute =rpm> dari turbin untuk menghasilkan satu daya kuda pada tinggi

terun H ( meter.

4aluran air dari dam atau kolam tando sampai pada. tabung peredam panangnya dapat

men5apai beberapa kilometer. Apabila saluran ini tidak rata alannya naik turun maka di

bagian-bagian 5ekungan yang rendah harus ada katup untuk membuang endapan pasir atau

lumpur yang teradi di 5ekungan rendah tersebut. 'i sisi lain yaitu di bagian-bagian lengkungan

yang tinggi uga harus ada katup tetapi dalam hal ini untuk membuang udara yang

terperangkap dalam lengkungan yang tinggi ini. 4e5ara periodik katup-katup tersebut di atas

harus dibuka untuk membuang endapan yang teradi maupun untuk membuang udara yangterperangkap.

B. Metode Pembahasan

'alam pembuatan makalah ini kami menggunakan metode studi literatur yang

bersumber dari referensi G referensi urnal yang bahasannya meliputi tentang *embangkit

+istrik Tenaga Air )*+TA, tidak hanya itu kamipun menggunakan metode sear5hing melalui

internet. 4ehingga materi G materi yang kami dapat tidak hanya dari 2 sumber saa melainkan

kumpulan dari point G point penting dari setiap setiap urnal dan artikel.

0. Pembahasan

C7TKCP*embangkit +istrik Tenaga Air )*+TA, Firata merupakan *+TA terbesar di Asia

Tenggara. *+TA ini memiliki konstruksi power house di baah tanah dengan kapasitas ?2&

/egaatt )/#, sehingga total kapasitas terpasang 2.00? /egaatt )/#, dengan produksi

energi listrik rata-rata 2.&? %iga Watthour )%Wh, pertahun.

Kapasitas 200? /# tersebut terdiri dari Firata ( yang memiliki empat unit masing-

masing operasi dengan daya terpasang 2& /# yang mulai dioperasikan tahun 21?? dengan

daya terpasang !0 /# selain itu Firata (( uga dengan empat unit masing-masing 2& /#

yang mulai dioperasikan seak tahun 211 dengan daya terpasang !0 /#. Firata ( dan ((

mampu memproduksi energi listrik rata-rata 2.&? "#h pertahun yang kemudian dislaurkan

melalui aringan transmisi tegangan ekstra tinggi !00 kE ke sistem interkoneksi Jaa-/adura-

7ali )Jamali,.

http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=6650645274345573475http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=6650645274345573475http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=6650645274345573475http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116


29/51

"una menghasilkan energi listrik sebesar 2.&? "h dioperasikan delapan buah turbin

dengan kapasitas masing-masing 2&1.000 K# dengan putaran 2?! I*/. Adapun tinggi air

atuh efektif untuk memutar turbin 22&! meter dengan debit air maksimum 23! m3 perdetik.

*+TA Firata dibangun dengan komposisi bangunan poer house empat lantai di baah

tanah yang menpengoperasiannya dikendalikan dari ruang control switchyard berarak sekitar &

kilometer )km, dari mesin-mesin pembangkit yang terletak di power house. *+TA tersebut

merupakan pembangkit yang dioperasikan oleh anak perusahaan *T *erusahaan +istrik

$egara )*+$ persero, yaitu *T *embangkitan Jaa 7ali )*J7, yang disalurkan melalui saluran

transmisi tenaga listrik !00 kilo ;olt )KE, ke sistem Jaa 7ali yang diatur oleh dispat5her *+$

*usat *engatur 7eban )*37,.

Kontribusi utama Firata terhadap sistem Jaa 7ali yaitu memikul beban pun5ak

dan beroperasi pada pukul 2.00-&&.00 dengan moda operasi .# )oad .reuency

#ontrol , dimana memiliki fasilitas line charging bila sistem Jaa 7ali mengalami 0lack

1ut dan 2tart up operasi6 sinkron ke aringan !00 KE yang relatif 5epat yaitu kurang

lebih lima menit.

*+TA Firata terletak di daerah aliran sungai )'A4, Fitarum di 'esa Tegal #aru

Ke5amatan *lered Kabupaten *urakarta Jaa 7arat. +atar belakang pendirian *+TA

ini dengan letak sungai Fitarum yang subur bergunung-gunung dan dianugerahi 5urah

huan yang tinggi. *embangunan proyek *+TA Firata merupakan salah satu 5ara

pemanfaatan potensi tenaga air di 4ungai Fitarum yang letaknya di ilayah kabupaten

7andung kurang lebih 0 km sebelah barat laut kota 7andung atau 200 km dari Jakarta

melalui alan *urakarta. 3ferial45


30/51

7A7 (((

*C$:T:*

$. &esim'ulan

Komponen G kompnen dasar *+TA berupa dam turbin generator dan transmisi.

'am berfungsi untuk menampung air dalam umlah besar karena turbin memerlukan pasokan

air yang 5ukup dan stabil. 4elain itu dam uga berfungsi untuk pengendalian banir. 5ontoh

aduk Jatiluhur yang berkapasitas 3 miliar kubik air dengan ;olume efektif sebesar & miliar

kubik.

Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menadi energi mekanik. gaya atuh

air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan seperti

kin5ir angin dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling-baling digantikan

air untuk memutar turbin. *erputaran turbin ini di hubungkan ke generator. Turbin terdiri dari

berbagai enis seperti turbin Dran5is Kaplan *elton dll.

"enerator dihubungkan ke turbin dengan bantuan poros dan gearbo. /emanfaatkan

perputaran turbin untuk memutar kumparan magnet didalam generator sehingga teradi

pergerakan elektron yang membangkitkan arus AF.

Tra;o digunakan untuk menaikan tegangan arus bolak balik )AF, agar listrik tidak

banyak terbuang saat dialirkan melalui transmisi. Tra;o yang digunakan adalah tra;o step up.

Transmisi berguna untuk mengalirkan listrik dari *+TA ke rumah G rumah atau industri.

4ebelum listrik kita pakai tegangannya di turunkan lagi dengan tra;o step don.

'ADTAI *:4TAKA

/. / 'andekar dan K. $ 4harma *eneremah '. 7ambang 4etyadi 4utanto.6embangkit

istrik "enaga 7ir 2112. Fet 2. - Jakarta8 *enerbit :ni;ersitas (ndonesia ) :(-*ress,.

Kadir Abdul 211!. )nergi8 2umber daya- inovasi- tenaga listrik- potensi ekonomi5Fet 2.

Cdisi Kedua6 Ie;isi- Jakarta8 *enerbit :ni;ersitas (ndonesia ) :(-*ress,.

http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=6650645274345573475http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=6650645274345573475http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=6650645274345573475http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=1361547775048821116


31/51

Kadir Abdul 211 6embangkit "enaga istrik Jakarta8 :ni;ersitas (ndonesia ):(-

*ress,. Rancangan 2istem !ontrol 1perasi 6embangkit istrik "enaga 7ir5

http9//tumoutou5net/:;sem


32/51

beberapa pembangkit listrik yang berada di ilayah lain yang akan saling memberikan suplai ketika satuilayah sedang mengalami kesulitan pasokan. /eskipun ada sebagian ke5il pembangkit listrik tenaga air yang tidak terhubung sama sekali dengan pembangkit listrik yang lain )*+TA Tunggal6/andiri, yanghanya mensuplai sebagian ke5il dari ilayah Kabupaten #onosobo.

'ari 2! ke5amatan yang ada di #onosobo ada & ke5amatan yang tidak mendapatkan suplailistrik dari Kabupaten #onosobo. Kedua ke5amatan tersebut adalah Ke5amatan #adaslintang danKe5amatan Kaliiro. Kedua ke5amatan ini mendapatkan suplai listrik dari Kabupaten Kebumen.

Atas dasar tersebutlah maka perlu diren5anakan sebuah bangunan sebagai pusat listrik tenagaair yang terdiri dari bangunan penghimpun air dan bangunan yang mengalirkan air ke pusat instalasilistrik. *eren5anaan bangunan ini akan memanfaatkan aliran 4ungai Tulis di Ke5amatan 4ukoharo yangmerupakan perbatasan antara Kabupaten #onosobo dengan Kabupaten 7anarnegara.

1.2. Rumusan Masalah'engan adanya latar belakang yang telah diuraikan di atas maka beberapa rumusan masalah

dalam penyusunan peren5anaan ini adalah 8a. Kabupaten #onosobo mempunyai banyak potensi tenaga air. 'engan demikian bagaimana upaya yang

digunakan untuk memanfaatkan sumber daya air yang melimpah di Kabupaten #onosobo9b. 4e5ara nasional teradi krisis energi terutama tenaga listrik bahkan Kabupaten #onosobo terkena

imbasnya. /aka bagaimana agar krisis listrik tersebut bisa diaab.5. 'ua ke5amatan di Kabupaten #onosobo yang tidak mendapatkan suplai listrik dari Kabupaten

#onosobo )Ke5amatan #adaslintang dan Ke5amatan Kaliiro, perlu untuk mendapatkan perhatian./aka bagaimana agar & )dua, ke5amatan tersebut dapat disuplai dari kabupatennya sendiri.

d. 7angunan pusat tenaga listrik yang dibangun bagaimana kemudian harus memenuhi standar peren5anaan bangunan air yang telah ditetapkan.

1.3. Maksud dan Tujuan Adapun maksud dan tuuan dari peren5anaan pusat listrik tenaga air ini adalah 8

a. /emanfaatkan se5ara maksimal potensi sumber daya air yang ada di Kabupaten #onosobo.b. 'iharapkan akan membantu *emerintah dalam mengatasi krisis listrik yang sedang teradi terutama di

Jaa Tengah yang mengalami defisit listrik sebanyak 230 /#.5. /eren5anakan pusat listrik tenaga air yang sesuai dengan standar bangunan air.d. /endapatkan analisa peren5anaan yang ekonomis efektif dan efisien.e. /enerapkan ilmu yang sudah diperoleh di bangku kuliah.

1.4. Pembatasan Masalah*ada prinsipnya dalam pelaksanaan peren5anaan maupun pembangunan pusat listrik tenaga

air pekeraannya sangat kompleks. *ada tulisan ini hanya akan dibahas mengenai perhitungan sertakriteria-kriteria yang mendasari desain dari suatu bangunan pusat listrik tenaga air enis bendungan.*embahasan tersebut meliputi 8

a. *erhitungan penyediaan air dan kapasitas reservoir yang diperlukan.b. Kriteria yang mendasari desain dari bendungan bangunan pelimpah dan bangunan pemasok air

)intake,.5. *eren5anaan dari bangunan penyalur air )waterway ,.d. *erhitungan kapasitas daya dan pendapatan *+TA.e. Tinauan mengenai perbedaan *+TA Tunggal ) isolated , dengan *+TA dalam sistem aringan interkoneksi

)interconnected ,.

1.5. Lokasi Perencanaan7angunan pusat pembangkit listrik tenaga air ini terletak pada 'aerah Aliran 4ungai Tulis yang

berada pada 8'esa 8 4uroyudanKe5amatan 8 4ukoharoKabupaten 8 #onosobo


33/51


34/51

1.. !istematika PenulisanTugas Akhir ini disusun dalam 3 )tiga, bagian yang men5akup bagian pendahuluan bagian

pembahasan dna bagian penutup. 7agian pendahuluan terdiri dari halaman udul halaman pengesahanhalaman persembahan kata pengantar daftar isi daftar gambar daftar tabel dan daftar lampiran.4edangkan bagian pembahasan terdiri dari studi pustaka metodologi penelitian dan peren5anaan.4ementara bagian penutup terdiri dari kesimpulan saran serta daftar pustaka.

Tiga bagian tersebut akan disistematiskan dalam )tuuh, bab dengan susunan sebagai berikut8

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang Latar Belakang, Rumusan Masalah, Maksud danTujuan, Pembatasan Masalah, Lkasi Peren!anaan dan "istematika Penulisan#

BAB II $A%IAN PU"TA$A

Bab ini membahas tentang dasar&dasar 'eren!anaan dari sebuah bangunan

sebagai 'usat tenaga listrik tenaga air dan kajian tentang ka'asitas PLTA#BAB III MET(D(L()I

Bab ini membahas tentang data&data *ang harus dida'atkan dalam 'eren!anaan

bangunan 'usat listrik tenaga air dan bagaimana metde 'engum'ulan datan*a#

BAB I+ $RITERIA PERENANAAN PEN-EDIAAN DAN BAN)UNANPEN)HIMPUN AIR

Bab ini membahas tentang 'erhitungan ka'asitas bendungan dan jumlah air *ang da'at dihim'un, kriteria 'eren!anaan bangunan 'enghim'un air *ang

terdiri dari bangunan bendung, bangunan 'elim'ah dan bangunan 'emask air#BAB + PERENANAAN BAN)UNAN PEN-ALUR AIR

Bab ini membahas tentang 'eren!anaan dan desain dari bangunan 'en*alur air

*ang terdiri dari ter.ngan tekan, sumur 'eredam, 'i'a 'esat dan blk

angker#BAB +I TIN%AUAN P(TEN"I PLTA

Bab ini membahas tentang ka'asitas PLTA, tinjauan dari sistem jaringan

ter'isah atau tunggal /isolated 0 dengan s*stem jaringan interkneksi

/interconnected 0 serta 'erhitungan 'enda'atan dan 'enerimaan PLTA#BAB +II PENUTUP

Bab ini membahas tentang kesim'ulan, saran dan kata 'enutu'#

2.1. Tinjauan "mum*embangkitan listrik tenaga air adalah suatu bentuk perubahan tenaga dari tenaga air dengan

ketinggian dan debit tertentu menadi tenaga listrik dengan menggunakan turbin air dan generator. 'ayayang dihasilkan adalah suatu persentase atau bagian hasil perkalian tinggi terun dengan debit air. Olehkarena itu berhasilnya pembangkitan listrik dengan tenaga air tergantung dari usaha untuk mendapatkantinggi terun air yang 5ukup dan debit yang 5ukup besar se5ara efektif dan produktif.

'i hulu sungai di mana pada umumnya kemiringan dasar sungai lebih 5uram akan lebih mudahdiperoleh tinggi terun yang besar. 4edangkan di hilir sungai tinggi terun rendah dan debit besar. 4ebab

faktor yang menentukan ukuran-ukuran dimensi bangunan tenaga air maupun peralatan mesin )mekanik,adalah debit air. /aka terun tinggi dengan debit ke5il akan memerlukan ukuran atau dimensi bangunandan permesinan akan ke5il. 4edangkan tinggi terun rendah dan debit air yang besar akan memerlukanukuran atau dimensi bangunan air dan mesin yang besar. Oleh karena itu bagian hulu sungai lebihekonomis sedangkan bagian hilirnya kurang ekonomis.

*+TA yang didapatkan dari sebuah bendungan pada prinsipnya berfungsi untuk menyediakantinggi tekanan yang 5ukup untuk membangkitkan tenaga listrik antara muka air pada bagian yangdisadap )intake, sampai dengan muka air yang keluar dari turbin dan kembali ke aliran sungai sertamenyediakan aliran air yang 5ukup dan konstan untuk aktu-aktu tertentu. Oleh karena itu perlu


35/51

disediakan aduk )reservoir , yang dapat menampung aliran air dari sungai agar dapat dimanfaatkanse5ara optimal.

:ntuk *+TA enis bendungan terdiri bagian-bagian berikut 8a. 7endungan )dam, lengkap dengan pintu pelimpah air )spillway , serta bendung yang terbentuk di hulu

sungai.b. 7agian penyalur air )waterway ,2, 7agian penyadapan air )intake,&, *ipa atau teroongan tekan )headrace pipe/tunnel ,3, Tangki pendatar atau sumur peredam )surgetank ,, *ipa pesat ) penstock ,!, 7agian pusat tenaga ) power house, yang men5akup turbin dan generator pembangkit listrik, 7agian yang menampung air keluar dari turbin untuk dikembalikan ke aliran sungai ) tail race,5. 7agian elektromekanik yaitu peralatan yang terdapat pada pusat tenaga ) power station, meliputi turbin

generator crane dan lain-lain.d. 7agian seradang hubung listrik )switch yard , bagian pusat pengatur )control room, trafo dan

sebagainya.Terdapat beberapa ;ariasi enis susunan dan penggunaan dari bagian-bagian yang disebut di atastergantung dari bagaimana sistem *+TA tersebut diren5anakan.

2.2. Perhitungan Pen#ediaan $ir %ari %ebit !ungai

*enetapan kapasitas untuk suatu bendungan sungai biasanya disebut penelaahan operasi)operation study , dan merupakan suatu simulasi dari pengoperasian bendungan untuk suatu periodeyang sesuai dengan seperangkat aturan yang ditetapkan. 4uatu penelaahan operasi dapat dikerakanberdasarkan inter;al tahunan bulanan atau harian. 'ata bulanan paling umum dipergunakan tetapiuntuk sebuah bendungan besar yang menyimpan tampungan beberapa tahun inter;al tahunan akan5ukup memuaskan.

*erhitungan penyediaan air dari debit sungai untuk kebutuhan *+TA dapat di5ari dengan & )dua,5ara. .&. /etode pengambilan debit sungai ?0% kering ika tidak diren5anakan adanya bangunan bendungan.

/etode ini adalah dengan mengumpulkan debit sungai dari besar ke ke5il dan dipilih debit terke5ilsebesar ?0%. 'ebit tersebutlah yang akan digunakan sebagai debit tetap untuk menggerakkan tubin.Jika ada debit yang berada di baah nilai tersebut maka biasanya diberlakukan sistem gilir ataupemadaman sementara atau dengan membeli )menerima pasokan, listrik dari pembangkit listrik yang lainuntuk memenuhi kebutuhan listrik pada aktu debit air di sungai tidak men5ukupi.

2.3. Tinjauan &a'asitas PLT$Kapasitas *+TA adalah daya maksimum yang dapat dihasilkan oleh generator pada tinggi terun

air tertentu dengan aliran penuh. 7esarnya daya yang dihasilkan merupakan fungsi dari besarnya debitsungai dan tinggi terun air. 7esarnya debit yang dipakai sebagai debit ren5ana bisa merupakan debitminimum dari sungai tersebut sepanang tahunnya atau diambil antara debit minimum dan maksimum

tergantung fungsi yang diren5anakan *+TA tersebut.7esarnya tinggi terun air terikat pada kondisi geografis di mana *+TA tersebut berada.

*anangnya lintasan yang harus dilalui air dari bendungan ke turbin menyebabkan hilangnya sebagianenergi air energi air yang tersisa )tinggi terun efektif, inilah yang menggerakkan turbin air dan kemudianturbin air ini yang menggerakkan generator. 7esarnya daya yang dihasilkan uga tergantung dari efisiensikeseluruhan )overall efficiency , *+TA tersebut yang terdiri dari efisiensi hidrolik yaitu perbandinganantara energi efektif dan energi kotor )bruto, efisiensi turbin dan efisiensi generator =&>.

'engan demikian besarnya daya yang dapat dirumuskan sebagai berikut 8 P = 9,8 . Q . h . η (KW) 11111111111111######### /2#30

'i mana 8


36/51

@ debit air )m36detik,h tinggi terun air efektif )m,B efisiensi keseluruhan *+TACfisiensi keseluruhan *+TA didapatkan dari 8

η = ηh x ηt x ηg 11111111111111111111### /2#20

di mana 8Bh efisiensi hidrolikBt efisiensi turbinBg efisiensi generator

2.4. Bagian(Bagian %ari Bangunan Penghim'un $ir 2.4.1. Tam'ungan )reservoir atau *aduk+

Dungsi utama dari aduk adalah untuk menyediakan simpanan )tampungan, maka 5iri fisiknyayang paling penting adalah kapasitas simpanan=3>. Kapasitas aduk yang bentuknya beraturan dapatdihitung dengan rumus-rumus untuk menghitung ;olume benda padat.

*ermukaan genangan normal adalah ele;asi maksimum yang di5apai oleh kenaikan permukaanaduk pada kondisi operasi biasa. :ntuk sebagian besar aduk genangan normal ditentukan olehele;asi mer5u pelimpah atau pun5ak pintu pelimpah. *ermukaan genangan minimum adalah ele;asiterendah yang dapat diperoleh bila genangan dilepaskan pada kondisi normal. Eolume simpanan yangterletak di antara permukaan genangan minimum dan normal disebut simpanan berguna. Air yang

ditahan di baah permukaan genangan minimum dan normal disebut simpanan mati.

2.4.2. Bangunan Bendungan )dam+7endungan adalah salah satu bangunan air yang dibangun melintang sungai dengan fungsi

suatu *+TA adalah untuk menahan aliran air hingga diperoleh tinggi terun yang 5ukup besar sehinggayang akan menghasilkan daya penggerak turbin yang besar. 7endungan dapat dikonstruksikan dalamberbagai bentuk dan dari berbagai bahan. 7erikut diberikan 5ontoh ma5am-ma5am bendunganberdasarkan pada enis dan bahan bangunan.

2.4.3. Bangunan Pelim'ah

7angunan pelimpah merupakan bangunan pengaman dari suatu bendungan yang harusmempunyai kapasitas sedemikian sehingga mampu menyalurkan kelebihan air yang dialirkan sungai

masuk bendungan pada aktu bendungan penuh atau permukaan air maksimum diperkirakan tanpamenimbulkan kerusakan pada bendungan itu sendiri.

7entuk ambang pelimpah dan saluran pembaanya dibuat sedemikian sehingga air yang melaluipelimpah dapat tersalur dengan halus dan dengan turbulensi seke5il mungkin. Karena apabila luapan air terlepas dari permukaan pelimpah maka akan teradi ruang hampa pada titik perpisahan tersebutsehingga teradi ka;itasi )peronggaan,=>. *eristia ka;itasi harus dihindari karena dapat membahayakanbendungan. 'ebit pelimpah dapat dihitung dengan rumus pelimpah pendek yaitu 8

Q = C d . L . H 3! 1111111111111111111 /2#40

'i mana 8@ debit air yang melalui pelimpah )m36detik,Fd koefisien debit+ panang mer5u )meter,H tinggi tekanan di atas pelimpah )meter,7esarnya koefisien Fd tergantung dari bentuk pelimpah kekasaran pelimpah dan hubungan antara mukaair hulu dan hilir dan biasanya berkisar antara 2 G &3 atau ditentukan dari hasil per5obaan dilaboratorium.

2.4.4. Bangunan Pemasok $ir )intake+7angunan pemasok air atau intake adalah suatu bangunan yang digunakan untuk mengambil air

dari bendungan ke dalam pipa tekan untuk kemudian disalurkan ke turbin. Intake pada suatu *+TAdidesain untuk membaa air ke turbin dengan kehilangan energi seke5il-ke5ilnya. /aka perludiperhatikan dalam peren5anaanintake adalah ke5epatan pada pintu pemasukan harus diusahakan


37/51

seke5il mungkin. Hal ini untuk menghindari terbaanya partikel tanah dan pasir. 7iasanya dibatasi antara&0 G 30 5m6detik=!>.

2.5. Bagian(Bagian %ari Bangunan Pen#alur $ir .*emilihan bentuk penampang tergantung pada kondisi tanah atau geologinya. Kondisi yang baik adalahbatuan yang keras yang mampu menahan gaya-gaya yang bekera pada teroong

'alam peren5anaan bentuk dan dimensi teroongan tekan harus diperhitungkan se5ara teknisdan ekonomis. Teroongan harus diren5anakan untuk dapat menahan gaya-gaya yang ditimbulkan olehtekanan tekanan dari dalam maupun luar. 'alam hal ini yang paling menentukan adalah kondisi geologidari site ren5ana teroongan tersebut. 7agaimana kekuatan tanah atau batuannya kondisi air tanah dankedalaman dari permukaan tanah. Hal ini penting untuk menentukan besarnya gaya-gaya luar yang harusditahan di samping tekanan air dari dalam sehingga bisa diran5ang konstruksi untuk perkuatannya.7iaya konstruksi dan kehilangan energi pada teroongan dibuat seminimal mungkin. 4ebaiknya dibuat

dengan diameter ekonomis.'iameter ekonomis didapat dari perbandingan antara diameter pipa dengan besarnya cost dan

kehilangan energi.


38/51

D diameter saluran )m,g = gaya gra;itasi bumi )m&6detik,

b. Kehilangan energi sekunder Kehilangan energi sekunder ini terdiri dari 8

- Kehilangan energi pada pemasukan )he,

!e adalah koefisien kehilangan energi pada pemasukan- Kehilangan energi pada belokan )hb,- Kehilangan energi pada katup atau pintu )hg ,!b adalah koefisien kehilangan energi karena

belokan

'engan demikian total kehilangan tinggi energi )ht , yang teradi pada teroongan tekan adalah 8ht = he " h# " h$ " hg

7esarnya kehilangan tinggi energi ini dihitung sebagai kehilangan produksi listrik per tahun.dengan memasukkan harga listrik per-K#H maka dapat dihitung besarnya kehilangan produksi yaitusebesar 8

9,8 x Q x ht x % x harga listri& 'er Kh

" lama pengoperasian per tahun )am,:ntuk menekan besarnya kehilangan energi maka dilakukan upaya untuk memperke5il yaitu

dengan 5ara 8a. *elapisan dan penghalusan )lining , permukaan saluranb. /emperbesar profil saluran5. /enghindari kemungkinan belokan-belokan dan perubahan profil.

Teroongan tekan sebaiknya dibuat dalam & )dua, saluran. 'engan maksud apabila salah satuteroongan tekan membutuhkan perbaikan teroongan yang lain masih sapat bekera menyalurkan air ke turbin sehingga produksi listrik tidak terhenti.

2.5.2. !umur Peredam4umur peredam adalah konstruksi yang berfungsi mengurangi tekanan yang berlebihan yang

diakibatkan oleh pukulan air disamping sebagai reservoir untuk memenuhi kebutuhan air yang meningkattiba-tiba sekaligus mengurangi tekanan negatif yang teradi. Konstruksi ini diletakkan pada terminalteroongan tekan sehingga memungkinkan mengurangi tekanan air yang teradi pada teroongan tekandan pipa pesat. 4eandainya kondisi geologi memungkinkan sumur peredam dapat digali di dalam batuan

di atas teroongan tekan tersebut.4istem kera sumur peredam adalah sebagai berikut 8- *ada saat beban listrik berkurang maka kebutuhan air untuk menggerakkan turbin uga berkurang.

Katub akan menutup se5ara otomatis sehingga air yang mengalir tertahan. Hal ini menimbulkan tekanansepanang saluran. Tekanan tersebut disalurkan ke sumur peredam yang mempunyai permukaan air bebas. Hal ini menyebabkan naiknya permukaan air pada tangki peredam. *ermukaan air pada tangkiakan berayun sampai berhenti karena gesekan.

- 4ebaliknya kalau beban kera turbin bertambah maka debit air uga meningkat. *ada aal perubahanini peningktan kebutuhan air tersebut dipenuhi dari air sumur peredam sampai debit air dari adukmengalir konstan.

'alam peren5anaan sumur peredam baik pemilihan lokasi maupun dimensinya harusmempertimbangkan faktor-faktor geologi topografi hidrolik geometri saluran pembaa sistempengoperasian turbin dan faktor ekonomis dengan kriteria sebagai berikut 8

- 4umur peredam harus mempunyai ketinggian yang 5ukup sehingga air tidak meluap saat permukaan air pada sumur peredam naik atau pada saat debit berkurang tiba-tiba.

- 4umur peredam harus terisi air setiap saat guna men5egah masuknya udara ke dalam teroongan.Jadi untuk menentukan tinggi sumur peredam perlu dihitung ele;a

Kumpulan Artikel Online

Documents

Transcript of Kumpulan Artikel Online