laporan air mikrohidro

8/10/2019 Laporan Air Mikrohidro

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-air-mikrohidro 1/32

LAPORAN PRAKTIKUM

ENERGI DAN ELEKTRIFIKASI PERTANIAN

ENERGI AIR (MIKROHIDRO)

Oleh:

Annas Ardiansyah

NIM AH!"!"#

KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI

UNI$ERSITAS %ENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN

PUR&OKERTO

"!'



I; PENDAHULUAN

A; Laar ela*an+

Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat, kita

tahu bahwa keberadaan air disekitar kita sangat melimpah bahkan karena

banyaknya tersebut menimbulkan bencana. Air memiliki siklus, dimana air

menguap, kemudian terkondensasi menjadi awan. Air akan jatuh sebagai hujan

setelah ia memiliki massa yang cukup. Air yang jatuh di dataran tinggi akan

terakumulasi menjadi aliran sungai. Aliran sungai ini menuju ke laut.karena pada

air tersimpan energi potensial (pada air jatuh) dan energi kinetik (pada air

mengalir).

Air bergerak menyimpan energi alami yang sangat besar, energi tersebut

berupa energi mekanik yang berasal dari aliran air menuju ketempat yang lebih

rendah. Hal inilah yang mana akan timbul suatu energi air yang bisa

dikonversikan kedalam bentuk energi lain, seperti energi listrik pada P!A dan

tenaga mikrohidro.

Pengukuran kecepatan aliran sungai perlu untuk perhitungan debit sungai

untuk menentukan tenaga yang dihasilkan oleh P!A dan juga untuk keperluan

irigasi.

B; T,-,an

1; "engetahui cara kerja alat mikrohidro.

2; "engetahui dan memahamai prinsip kerja alat mikrohidro.

3; "engetahui dan memahami bagian#bagian alat mikrohidro.



4; "engukur dan menghitung potensi energi yang dihasilkan dari energi

mikrohidro.

5; "enghitung debit air.



I TIN%AUAN PUSTAKA

$alah satu usaha pemerintah yang terkait dengan kebijakan energi tersebut

adalah dengan mengembangkan dan meningkatkan keanekaragaman energi

termasuk energi yang sangat potensial saat ini dan di masa yang akan datang.

%erdasarkan &encana 'mum etenagalistrikan asional (&'* National

Electricity Plan), prosentase penduduk +ndonesia yang belum berlistrik - dan

desa belum berlistrik / (0okumen &encana 'mum etenagalistrikan

asional, 122-) .Hal ini menunjukkan pentingnya pengembangan bidang energi

terbarukan.

$istem mikrohidro atau nanohidro sebagai salah satu sumber energi baru

terbarukan, dapat memberikan manfaat yang besar bagi masyarakat dalam

memenuhi energi listrik tanpa harus mengeluarkan biaya tinggi untuk sistem

transmisi daya atau perawatan lingkungan secara umum karena implementasi

sistem terintegrasi dengan pemanfaatannya (3. %edi 4 H. 5alk, 1226).

0alam konsep 5isika bahwa energi tidak dapat dimusnahkan oleh karena

itu tentu energi setelah digunakan tentu menjadi sumber energi lain yang baru.

onsep dasar dari penelitian ini adalah bahwa hukum kekekalan energi yaitu

energi bersifat kekal, tidak bisa dimusnahkan, tetapi berpindah dari bentuk energi

yang satu ke bentuk energi lainnya. "aka untuk memahami konsep ini, yang

terpenting adalah menciptakan energi awal sebagai pemicu (trigger ), selanjutnya

energi lain dapat dihasilkan dari energi tersebut, demikian seterusnya energi akan

berputar.



Pemanfaatan tenaga air sebagai pembangkit listrik mempunyai bermacam#

macam tingkatannya7 Pembangkit istrik !enaga Air (P!A) dengan daya

keluaran di atas 2,/ "8, sistem mikrohidro sekitar 9:/22 k8, sistem nanohidro

dengan daya keluaran di bawah 9 k8. $ystem nanohidro dapat direalisasi

menggunakan aliran air pada pipa dengan diameter 1:- inch (%#;. $chult<e,

9==2) dan perkembangannya hingga kini dapat direalisasi menggunakan pipa

berdiameter mulai dari > inch. Parameter utama penentu tingkat daya keluaran

sistem tenaga air tersebut adalah debit air dan ketinggian air jatuh (3. %edi 4 H.

5alk, 1226) sesuai dengan persamaan berikut ?

P @ g B h η t η g (9)

dengan

h ? head efektif (m)

B ? debit air (m*s)

Ct ? efisiensi turbin

Cg ? efisiensi generator

g ? gravitasi (92 m*s1)

%esarnya nilai efisiensi turbin adalah Ct @ 61 untuk !urbin Pelton, Ct @ 6D

untuk !urbin 5rancis, Ct @ EE untuk !urbin Crossflow dan Ct @ 6D untuk

!urbin Tubular tipe $. Pembangkit listrik mikrohidro mengacu pada

pembangkit listrik dengan skala di bawah 922 k8. %anyak daerah pedesaan di

+ndonesia yang dekat dengan aliran sungai yang memadai utuk pembangkit listrik

pada skala yang demikian. 0iharapkan dengan memanfaatkan potensi#potensi

yang ada di desa#desa tersebut dapat memenuhi kebutuhan energinya sendiri



dalam mengantisipasi kenaikan biaya energi atau kesulitan jaringan listrik

nasional untuk menjangkaunya.



II METODOLOGI

A; Ala dan ahan

1; Alat Prototype P!"H

2; Alat tulis

3; Air

B; Pr.sed,r Ker-a

1; "enyiapakan lata dan bahan.

2; "encatat bagian#bagian dari alat prototype P!"H beserta fungsinya.

3; "engisi drum penampung air.

4; "enyalakan pompa air agar air yang ada di drum mengalir keluar menuju alat

Prototype P!"H.

5; "encatat debit air yang keluar.

6; Air akan mengalir meleati kincir yang terpasang di alat, kemudian generator

dinyalakan guna mengubah gerakan kincir akibat adanya aliran air

mrnjadienergi listrik.

7; "elakukan pengukuran dan mencatat potensi energy listrik yang dihasilkan

(tegangan dan kuat arus yang dihasilkan).

I$/ HASIL DAN PEMAHASAN



A; Hasil

eterangan

1; 0rum @ untuk menampung air

2; incor @ menghasilkan energi dari gerak putaran

3; $elang @ mengalirkan air

4; Fenerator @ mengubah energi mekanik menjadi listrik

5; Fear @ menstransmisikan daya

6; !urbin @ membangkitkan energi listrik

7; Pompa @ memompa air

Gara kerja?

Air dalam drum akan disedot oleh pompa yang akan dialirkan menuju turbin

melalui selang air, kemudian air tersebut akan memutarkan kincir atau baling#

baling secara undershoot, kemudain baling#baling terhubung dengan generator

yang akan memutarkan gear dengan generator tersebut akan menyalakan lampu.

Prinsip kerja ?

"emanfaatkan beda ketinggian dan jumlah air yang jatuh (debit) per detik

yang ada pada saluran air. 3nergi selanjutnya menggerakan turbin, kemudian

turbin dihubungkan dengan generator untuk menghasilkan listrik.

Hubungan antara turbin dengan generator menggunakan jenis sambungan atau

sistem gear. istrik yang dihasilkan oleh generator ini dapat menyalakan lampu

dengan volume tertentu.

B; Pe01ahasan



3nergi air adalah energi yang telah dimanfaatkan secara luas di +ndonesia

yang dalam skala besar telah digunakan sebagai pembangkit listrik. %eberapa

perusahaan di bidang pertanian bahkan juga memiliki pembangkit listrik sendiri

yang bersumber dari energi air. 0i masa mendatang untuk pembangunan pedesaan

termasuk industri kecil yang jauh dari jaringan listrik nasional, energi yang

dibangkitkan melalui sistem mikrohidro diperkirakan akan tumbuh secara pesat.

Potensi air sebagai sumber energi terutama digunakan sebagai penyedia

energi listrik melalui pembangkit listrik tenaga air maupun mikrohidro. Potensi

tenaga air di seluruh +ndonesia diperkirakan sebesar E/-6D "8. Potensi ini dapat

dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik dengan kapasitas 922 "8 ke atas

dengan jumlah sekitar 622.

Pemanfaatan energi air pada dasarnya adalah pemanfaatan energi potensial

gravitasi. 3nergi mekanik aliran air yang merupakan transformasi dari energi

potensial gravitasi dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin atau kincir.

'mumnya turbin digunakan untuk membangkitkan energi listrik sedangkan kincir

untuk pemanfaatan energi mekanik secara langsung. Pada umumnya untuk

mendapatkan energi mekanik aliran air ini, perlu beda tinggi air yang diciptakan

dengan menggunakan bendungan. Akan tetapi dalam menggerakkan kincir, aliran

air pada sungai dapat dimanfaatkan ketika kecepatan alirannya memadai.

Pembangkit listrik mikrohidro mengacu pada pembangkit listrik dengan

skala di bawah 922 k8. %anyak daerah pedesaan di +ndonesia yang dekat dengan

aliran sungai yang memadai untuk pembangkit listrik pada skala yang demikian.

0iharapkan dengan memanfaatkan potensi yang ada di desa#desa tersebut dapat



memenuhi kebutuhan energinya sendiri dalam mengantisipasi kenaikan biaya

energi atau kesulitan jaringan listrik nasional untuk menjangkaunya.

Pengukuran debit aliran perlu dilakukan untuk memperoleh

pendistribusian air yang baik, untuk mengetahui efisiensi air yang diberikan dan

untuk mengetahui potensi (penyediaan suatu aliran).

!eknik pengukuran debit aliran langsung di lapangan pada dasarnya dapat

dilakukan melalui empat kategori (Fordon et al ., 9==1)?

a; Pengukuran debit dengan cara mengukur kecepatan aliran dan menentukan

luas penampang melintang sungai.

b; Pengukuran debit dengan menggunakan bahan kimia (pewarna) yang dialirkan

dalam aliran sungai.

c; Pengukuran debit dengan membuat bangunan pengukur debit seperti weir

(aliran air lambat atau flume (aliran air cepat).

Pengukuran debit pada katergori pertama, biasanya dilakukan untuk

keadaan aliran (sungai) lambat. Pengukuran debit dengan cara ini dianggap paling

akurat, terutama untuk debit aliran lambat seperti pada aliran mata air. Gara

pengukurannya dilakukan dengan menentukan waktu yang diperlukan untuk

mengisi container yang telah diketahui volumenya. Prosedur yang bisa dilakukan

untuk pengukuran debit dengan cara pengukuran volume adalah dengan membiat

dam kecil (alat semacam weir ) di salah satu dari bagian badan yang akan diukur.

Funanya adalah agar aliran terkonsentrasi pada suatu outlet . 0i tempat tersebut

pengukuran volume air dilakukan.



Pengukuran debit air dapat dilakukan secara langsung maupun secara tidak

langsung, dapat dilakukan dengan beberapa metode dan alat:alat pengukur,

sehingga dalam pelaksanaannya tidak mengalami kesulitan.

Manfaat mikrohidro antara lain sebagai tenaga mekanik poros

untuk kebanyakan aplikasi industri kecil, seperti penggilingan padi,

jagung dan kopi. PLTMH biasanya diaplikasikan untuk penyediaan

energi listrik. dengan mengkonversikan daya poros menjadi energi

listrik dengan menggunakan generator biasa atau motor listrik.

Keuntungan dari pengembangan PLTMH

1; Menggunakan energi terbarukan

2; amah lingkungan

3; !ndonesia memiliki potensi energi air yang besar

4; "umlah sumberdaya manusia yang banyak

5; !ndonesia telah mampu membuat turbin air sendiri

6; Telah ada pabrikan mikrohidro di beberapa #ilayah !ndonesia

7; $da insentif dan bantuan %skal kepada para pengembang yang

tertera dalam Permen &'(M )o. *+ Tahun *- Tentang Pembeliah

Harga "ual &nergi Listrik ke PL) pada kapasitas tegangan rendah

dan menengah

8; Lokasi sumber daya air untuk PLTMH pada umumnya berada

di#ilayah pedesaan dan desa terpencil yang belum terjangkau

jaringan listrik,

9; Penggunaan energi konvensional, seperti batubara untuk

pembangkit listrik di #ilayah ini akan

memerlukan biaya yang tinggi karena adanya tambahan biaya

transportasi bahan.



10; Mengurangi ketergantungan pada penggunanan bahan bakar fosil,

dan

11; Meningkatkan kegiatan perekonomian sehingga diharapkan dapat

menambah penghasilan masyarakat.

12; Menjadi energi alternatif pengganti listrik untuk penerangan di

desadesa terpencil yang tidak tersentuh jaringan PL).

13; Penerima manfaat /penduduk desa0 yang langsung merasakan

manfaat dari potensi air tentunya akan berupaya untuk menjaga

ketersediaan air sepanjang tahun dengan jalan melestarikan

ka#asan hutan sebagai ka#asan penyangga air di sepanjang

(aerah $liran 'ungai /($'0 yang dimanfaatkan. (i beberapa (esa

yang telah membangun PLTMH biasanya membuat Hukum $dat

untuk menjaga kelestarian hutan yang diperkuat dengan Perdes

perlindungan hutan sebagai ka#asan penyangga air. "uga berarti

menjaga fungsi hutan dalam menyediakan sumber daya air, energi,

penyedia oksigen, penyaring karbon dan konservasi

keanekaragaman hayati.

14; PLTMH menggantikan penggunaan mesin genset diesel. (apat

mengurangi emisi karbon akibat pembakaran bahan bakar fosil

solar. (alam satu desa biasanya didapati sekurangkurangnya -*

/sepuluh0 buah mesin genset diesel.

15; (igantikannya peran mesin genset diesel dengan PLTMH sekaligus

merupakan penghematan pemakaian 11M solar yang cukup besar.

'ehingga dana yang sedianya untuk membeli solar dan biaya

operasional genset dapat dialokasikan untuk kebutuhan lain,

seperti pendidikan, kesehatan atau kebutuhan ekonomi lainnya.



16; Penguatan kelembagaan kelompok pengelola listrik desa dan

kelompok pelestarian PLTMH yang berkelanjutan.

17; PLTMH yang dikelola dengan baik dapat menjadi sumber P$(es

/Pendapatan $sli (esa0.

erugian dalam pembangunan P!"H

1; Tidak semua aliran air dapat digunakan untuk pembangunan

PLTMH. 2aktor debit aliran sangat menentukan.

2; 1eberapa jenis turbin air sangat sensitif terhadap 3uktuasi debit

air.

3; Perlu konservasi daerah tangkapan air, terutama di daerah hulu

sungai

4; 1iaya investasi pembangunan masih relatif mahal

P"H mempunyai beberapa bagian penting yang mendukung kemampuan

kerjanya. $ubsistem P"H adalah sebagai berikut ?

a; 'aluran Pemasukan /!ntake0 , bagian terletak di ba#ah torn air.

b; 'aluran Pemba#a /Headrace0, 'aluran ini berfungsi memba#a air

dari saluran pemasukan /!ntake0 kearah pipa pesat.

c; Pipa Pesat /Penstock0

Pipa ini berguna untuk membawa air jatuh ke arah mesin !urbin. 0i samping

itu, pipa pesat juga mempertahankan tekanan air jatuh sehingga energi di

dalam gerakan air tidak terbuang. Air di dalam pipa pesat tidak boleh bocor

karena mengakibatkan hilangnya tekanan air.

d; &umah Pembangkit (Power House)



%agian ini berfungsi sebagai rumah tempat semua peralatan mekanik dan

elektrik P"H. Peralatan mekanik seperti !urbin dan Fenerator berada

dalam &umah Pembangkit, dan juga kontroler.

e; "esin P!"H atau !urbin

$ubsistem ini berfungsi mengubah energi air menjadi energi mekanik berupa

tenaga putar*gerak. !urbin termasuk alat mekanik. !urbin dengan bantuan

sabuk pemutar memutar Fenerator (dinamo besar penghasil listrik) untuk

mengubah tenaga putar* gerak menjadi listrik. Fenerator termasuk alat

mekanik.

f; Panel atau Peralatan Pengontrol istrik

Peralatan ini biasanya berbentuk kotak yang ditempel di dinding. %erisi

peralatan elektronik untuk mengatur listrik yang dihasilkan Fenerator. Panel

termasuk alat elektrik.

g; aringan abel istrik

%agian ini berfungsi menyalurkan listrik dari rumah pembangkit ke pemakai.

"etode Pengukuran

1; Pengukuran laju aliran (debit) sungai

Pengukuran debit aliran sungai dilakukan dengan menggunakan alat Gurrent

"eter Gounter dengan memakai incir o. D#=1.21. "engingat terjadi

kerusakan penunjuk*display waktu pada peralatan Gurrent "eter Gounter

maka digunakan $top 8atch untuk menghitung waktu pengukuran.

Pengukuran dilakukan di sepanjang penampang melintang sungai dengan

interval pengukuran setiap 9 (satu) meter lebar sungai.



1; Pengukuran profil*kontur sungai

Pengukuran profil*kontur sungai dilakukan dengan menggunakan !heodolite.

0engan alat ini dapat pula diukur jarak antar titik pengukuran tanpa

menggunakan roll meter lagi.

2; Pengukuran tinggi jatuh (head)

Pengukuran beda ketinggian (head) dilakukan dengan menggunakan

!heodolite merk !;PG; tipe !#12 0P. Pengukuran dilakukan di

sepanjang sungai dari hulu sungai, yang diperkirakan merupakan lokasi dam,

sampai hilir, yang diperkirakan tempat instalasi mesin pembangkit.

3; Pengamatan demografis

Pembangunan Pembangkit istrik !enaga "ikrohidro (P!"H), merupakan

salah satu alternatif supply energi listrik, khususnya di pedesaan.P!"H sendiri

sebenarnya termasuk kelompok energi celestial atau energy income yaitu energi

yang mencapai bumi dari angkasa luar. $ifat energi ini adalah terbarukan. 3nergi

ini relatif bebas dari polusi.

Ada beberapa alasan mengapa P!"H merupakan pilihan yang tepat?

a; Potensi energi air yang melimpah7

b; !eknologi yang handal dan kokoh sehingga mampu beroperasi lebih dari 9/

tahun7

c; !eknologi P!"H merupakan teknologi ramah lingkungan dan terbarukan7

d; 3ffisiensi tinggi (E2#6/ persen)

P!"H termasuk sumber energi terbarukan dan layak disebut clean energy

karena ramah lingkungan. 0ari segi teknologi, P!"H dipilih karena

konstruksinya sederhana, mudah dioperasikan, serta mudah dalam perawatan dan

penyediaan suku cadang. $ecara ekonomi, biaya operasi dan perawatannya relatif



murah, sedangkan biaya investasinya cukup bersaing dengan pembangkit listrik

lainnya. $ecara sosial, P!"H mudah di terima masyarakat luas P!"H

biasanya dibuat dalam skala desa di daerah#daerah terpencil yang belum

mendapatkan listrik dari P. !enaga air yang digunakan dapat berupa aliran air

pada sistem irigasi, sungai yang dibendung atau air terjun. 0alam penentuan

penentuan suatu potensi sumber tenaga air bagi pembangkit tenaga mekanis atau

listrik ada tiga factor yang perlu diperhatikan,yaitu?

a; umlah ketersediaan air

b; !inggi terjun yang dapat dimanfaatkan

c; arak lokasi yag dapat dimanfaatkan terhadap pusat jaringan transmisi

P!"H bisa menjadi solusi didaerah pedesaan karena kebanyakan lokasi

pedesaan tersebut jauh dari jangkauan listrik. $elain itu juga lokasi pedesaan

kebanyakan berada pada daerah pegunungan sehingga mempunyai sumber air

yang mengalir (sungai) dan memiliki beda tinggi air, baik berupa terjunan, alur

sungai yang curam atau aliran air sungai yang bisa dibendung, maka disitu dapat

dibangun P!"H. $ehingga dengan mengembangkan P!"H pemerataan

kesempatan untuk mendapatkan kue pembangunan dan +nformasi lebih cepat

tercapai.

P!"H bekerja ketika air dalam jumlah dan ketinggian tertentu dijatuhkan

melalui pipa pesat ( penstok ) dan menggerakan turbin yang dipasang diujung

bawah pipa. Putaran turbin di kopel (dihubungkan) dengan generator sehingga

generator berputar dan menghasilkan energi listrik. istrik yang dihasilkan

dialirkan melalui kabel listrik ke rumah#rumah penduduk atau konsumen lainnya.

adi P!"H mengubah energi potensial Prinsip erja yang berasal dari air



menjadi energi listrik. 'ntuk memanfaatkan energi air dengan tepat dan

menghasilkan energi listrik yang baik, diperlukan peralatan yang sesuai dan

perencanaan yang baik.

Prinsip erja P!"H ?

P!"H pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah air

yang jatuh ( debit ) perdetik yang ada pada saluran air*air terjun. 3nergi ini

selanjutnya menggerakkan turbin, kemudian turbin kita hubungkan dengan

generator untuk menghasilkan listrik. Hubungan antara turbin dengan generator

dapat menggunakan jenis sambungan sabuk (belt) ataupun $ystem gear boI. enis

sabuk yang biasa digunakan untuk P!"H skala besar adalah jenis flat belt

sedangkan J#belt digunakan untuk skala di bawah 12 k8. $elanjutnya listrik yang

dihasilkan oleh generator ini dialirkan ke rumah#rumah dengan memasang

pengaman ( sekring ). Kang perlu diperhatikan dalam merancang sebuah P!"H

adalah menyesuaikan antara debit air yang tersedia dengan besarnya generator

yang digunakan. angan sampai generator yang dipakai terlalu besar atau terlalu

kecil dari debit air yang ada.

endala pada praktikum P!"H adalah beberapa bagian alat yang

digunakan rusak sehingga data yang diperoleh tidak maksimal dan lampu tidak

dapat dinyalakan. Praktikan masih bingung waktu penggambilan data yang tepat.

urang adanya penjelasan materi praktikum.



$/ KESIMPULAN DAN SARAN

A; Kesi02,lan

1; Gara kerja mikrohidro adalah mengisi drum penampung air, menyalakan

pompa agar air dapat mengalir kaluar menuju alat mikrohidro, air mengalir

melewati kincir yang terpasang pada alat , generator dinyalakan sehingga

gerakan kincir mampu mengubah aliran air menjadi energy listrik.

2; Prinsip kerja dari alat mikrohidro adalah P!"H pada prinsipnya

memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah air yang jatuh ( debit ) perdetik

yang ada pada saluran air*air terjun. 3nergi ini selanjutnya menggerakkan

turbin, kemudian turbin kita hubungkan dengan generator untuk

menghasilkan listrik.

3; %agian alat dari mikrohidro adalah pompa, bak penampung air, gear,

generator, kincir, selang dan turbin.

4; Potensi daya mikrohidro dapat dihitung dengan persamaan ?

0aya ( P ) @ =,6 I B I Hn I h 7

B @ debit aliran ( m*s ),

Hn @ Head net* tinggi jatuh air ( m )

=,6@ konstanta gravitasi bumi,

h @ efisiensi keseluruhan.



B; Saran

$ebaiknya alat yang digunakan untuk praktikan disiapkan terlebih dahulu

sehingga data praktikum yang diperoleh lebih lengkap. $ebelum praktikum

sebaiknya dijelaskan materi praktikum terlebih dahulu agar praktikan tidak

bingung.



DAFTAR PUSTAKA

%. ababan. 1229. Rancangan Sistem ontrol !perasi Pembangkit "istrik

Tenaga #ir , aporan penelitian +P%. %ogor.

%#;. $chult<e. 9==2$ Siting for Nanohydro % a Primer, &ournal of 'ome()ade

Power , Jol. 9/, 5ebruary * "arch

0okumen &encana 'mum etenagalistrikan asional (The National Electricity Plan). 122-. 0epartemen 3$0", akarta.

3. %edi, H. 5alk. 1226. Small hydro power plants, &ournal of Energy Sa*ing Now ,

Jol. 9

Fordon, . 0., !. A. "c"ahon, and %. . 5inlayson, 9==1. +issecting +ata with

a Statistical Scope$ n% Stream 'ydrology% #n ntroduction for Ecologists$

&ohn -iley . Sons, ewKork, pp. D-#D21.



3nergi tenaga air adalah sumber energi ramah lingkungan yang telah

digunakan sejak berabad#abad lalu. Pada prinsipnya aliran air diarahkan untuk

menggerakkan turbin yang akan menghasilkan energi listrik yang disebut sebagai

energi tenaga air. 3nergi air*hidro menggunakan gerakan air yang disebabkan oleh

gaya gravitasi yang diberikan pada substansi yang kurang lebih 9222 kali lebih

berat dari pada udara, sehingga tidak peduli seberapa lambat aliran air, ia akan



mampu menghasilkan sejumlah energi. incir air dan energy hidroelektrik

merupakan bentuk#bentuk dari energi tenaga air. %endungan hidroelektrik adalah

contoh energi air dalam skala besar, bahkan 9- dari energy listrik dunia

disumbang oleh energi tenaga air.

+ndonesia memiliki potensi tenaga air besar sampai dengan -1,1 F8

termasuk mikro hidro dari D/6 "8 untuk masyarakat pedesaan dan terpencil, di

mana sejauh ini hanya kapasitas / m8 diperkirakan telah terpasang di daerah

pedesaan. +ndonesia perlu menggunakan pembangkit listrik tenaga air dikarenakan

yaitu?

1; +ndonesia memiliki potensi tenaga air sampai sebesar -1,1 F8 termasuk

D/6 "8 potensi mikro hidro bagi masyarakat pedesaan dan terpencil.

2; Pembangkit "ini#hidro dapat mengurangi emisi bahan bakar fosil G;1

sekitar D.222 ton per tahun.

3; $umber daya energi terbarukan yang bersih dan gratis.

4; !idak ada limbah atau emisi.

5; "asyarakat akan mendapatkan keuntungan dari peningkatan stabilitas

jaringan listrik.

6; $istem "ikro hidro dapat menyuplai listrik tanpa mempengaruhi kualitas air,

tanpa mempengaruhi habitat, dan tanpa mengubah rute atau aliran sungai.

7; 3misi G;1 untuk P!A ,-/ mini hidro "8 adalah 2,66 kg G;1*k8h.

8; $istem "icro hidro dapat dikombinasi dengan sistem energi surya untuk

menghasilkan energi pada musim dingin, di mana banyak aliran air dan

minimnya energi surya.

!erdapat beberapa metode pengukuran arus tergantung ukuran anak sungai

atau sungai.



1; "etode %ucket untuk debit kecil (192*s)

a; Penting untuk menggunakan tangki besar (9222 ) dengan saluran

pembuang di bagian bawah.

b; Aliran air yang akan diukur dialihkan ke dalam tangki sudah diketahui

volumenya.

c; 8aktu yang diperlukan untuk mengisi tangki harus dicatat.

d; 0engan membagi volume (dalam liter) dari tangki dengan waktu

pengisian (dalam detik) maka aliran dalam liter*detik dapat dihitung.

Fambar 6 . "etode %ucket

2; Pengukuran debit dengan menggunakan Current meter$

Current meter adalah alat untuk mengukur kecepatan aliran (kecepatan arus).

Ada dua tipe current meter yaitu tipe baling#baling ( proppeler type) dan tipe

canting (cup type). ;leh karena distribusi kecepatan aliran di sungai tidak

sama baik arah vertikal maupun hori<ontal, maka pengukuran kecepatan

aliran dengan alat ini tidak cukup pada satu titik. 0ebit aliran sungai dapat

diukur dengan beberapa metode. !idak semua metode pengukuran debit

cocok digunakan. Pemilihan metode tergantung pada kondisi (jenis sungai,

tingkat turbulensi aliran) dan tingkat ketelitian yang akan dicapai.

!ahapan pengukuran dengan menggunakan current meter adalah sebagai

berikut?

a; $iapkan peralatan yang akan digunakan untuk pengukuran yaitu ? 9 set

alat ukur arus atau current meter lengkap, 1 buah alat penduga

kedalaman (stang*stick) panjang masing#masing 9 m, kartu pengukuran,

alat tulis, alat pengambilan sample air, botol tempat sampel air, dan

peralatan penunjang lainnya seperti topi, sepatu lapangan dan lain#lain.



b; %entangkan kabel pada lokasi yang memenuhi persyaratan dan posisi

tegak lurus dengan arah arus air dan tidak melendut.

c; !entukan titik pengukuran dengan jarak antar vertikal L 9*12 dari lebar

sungai dan jarak minimum @ 2./2 m.

d; %erikan tanda pada masing#masing titik.

e; %aca ketinggian muka air pada pelskal.

f; !ulis semua informasi * keterangan yang ada pada kartu pengukuran

seperti nama sungai dan tempat, tanggal pengukuran, nama petugas dan

lain#lain.

g; Gatat jumlah putaran baling#baling selama interval waktu yang telah

ditentukan, apabila arus air lambat waktu yang digunakan lebih lama,

apabila arus air cepat waktu yang digunakan lebih pendek.

h; Hitung kecepatan arus dari jumlah putaran yang didapat dengan

menggunakan rumus baling : baling tergantung dari alat bantu yang

digunakan (tongkat penduga dan berat bandul).

i; Hitung kecepatan (v) rata#rata pada setiap vertikal dengan rumus?

!abel 9. &umus mencari kecepatan rata#rata.

j; Hitung luas sub * bagian penampang melintang.

k; Hitung debit pada setiap sub * bagian penampang melintang.

l; Hitung debit total (Btotal) dengan cara menjumlahkan debit dari seluruh

debit pada sub * bagian penampang Btotal @ M9 N M1 N M N O N Mn.

m; Hitung luas seluruh penampang melintang (A) dengan cara

menjumlahkan seluruh luas pada sub * bagian penampang dengan ? A @

a9 N a1 N a N... N an.

n; Hitung kecepatan rata#rata seluruh penampang melintang J @ B total *A.



o; Gatat waktu dan tinggi muka air pada pelskal segera setelah pengukuran

selesai pada kartu pengukuran.

p; Gatat hasil perhitungan pada kartu pengukuran.

Fambar =. Current )eter .

3; Pengukuran debit dengan menggunakan pelampung ( float ).

Pengukuran debit menggunakan alat pelampung pada prinsipnya sama

dengan metode konvensional, hanya saja kecepatan aliran diukur dengan

menggunakan pelampung. "etode pengukuran debit dengan menggunakan

pelampung biasa digunakan pada saat banjir di mana pengukuran dengan cara

konvensional tidak mungkin dilaksanakan karena faktor peralatan dan

keselamatan tim pengukur.

Pengukuran debit dengan pelampung perlu memperhatikan syarat#syarat

lokasi sebagai berikut?

a; $yarat lokasi pengukuran seperti pada metode konvensional.

b; ondisi aliran sedang banjir dan tidak melimpah.

c; Feometri alur dan badan sungai stabil.

d; arak antara penampang hulu dan hilir minimal kali lebar sungai pada

kondisi banjir.

!ahap pengukuran debit sungai dengan menggunakan pelampung yaitu?

a; Persiapan ? pilih lokasi pengukuran, siapkan pelampung ( styrofoam),

siapkan peralatan untuk mengukur jarak antara dua penampang, siapkan

peralatan untuk menentukan posisi lintasan pelampung, siapkan peralatan

untuk memberi aba#aba, siapkan alat pencatat waktu, siapkan alat tulis.

b; Pelaksanaan Pengukuran ? lakukan pembacaan tinggi muka air pada pos

duga air di awal pengukuran, letakan alat penyipat ruang di tengah#

tengah antara penampang hulu 4 hilir, ukur jarak antara penampang hulu



dan penampang hilir, lepaskan pelampung kira#kira 92 meter di hulu

penampang hulu, ukur sudut a<imuth posisi pelampung pada saat

pelampung melalui penampang hulu dan penampang hilir. Pada saat itu

juga catat waktunya, ulangi pekerjaan sampai pelampung terakhir, catat

tinggi muka air pada akhir pengukuran.

c; Perhitungan 0ebit ? gambar penampang basah di hulu dan hilir, gambar

lintasan pelampung, hitung panjang tiap lintasan pelampung, hitung

kecepatan aliran permukaan tiap pelampung untuk mendapatkan

kecepatan aliran sebenarnya maka kecepatan aliran permukaan tiap

pelampung harus dikalikan dengan koreksi yang besarnya berkisar antara

2.E dan 2.6 tergantung dari panjang pelampung dan proses lintasan

pelampung, gambar grafik kecepatan aliran, tentukan bagian penampang

basah, tentukan nilai kecepatan aliran pada setiap batas bagian

penampang, hitung kecepatan rata#rata pada setiap bagian penampang

basah, hitung luas bagian penampang basah, hitung debit untuk setiap

bagian penampang basah, hitung debit total, hitung tinggi muka air rata#

rata.

Fambar 92. Pengukuran debit dengan menggunakan pelampung ( float )

4; Pengukuran debit dengan menggunakan at warna (dilution).

0ebit aliran dapat diukur dengan menggunakan larutan <at kimia. "etode

larutan ini baik digunakan pada lokasi pengukuran yang alur sungainya

dangkal, aliran relatif turbulens dan kecepatan aliran cukup tinggi. arutan

<at kimia yang bisa digunakan <at warna* cairan berwarna.

!ahapan pengukuran debit dengan menggunakan <at warna yaitu?

a; !entukan lokasi pengukuran



b; 'kur penampang basah di hulu dan di hilir dengan jarak antara dua

penampang tersebut .

c; !uangkan larutan <at warna secara terus menerus di hulu dari penampang

basah hulu.

d; 'kur konsentrasi di penampang hulu dan penampang hilir hingga puncak

konsentrasi sampai normal dengan alat electric conductivity.

e; Hitung waktu antara puncak konsentrasi di penampang hulu dan

penampang hilir (!).

Fambar 99. "etode larutan * <at warna.

%erdasarkan praktikum yang telah dilakukan didapat letak sungai %awah 9,//

m, Atas 9,-E m, Panjang @ / m dan !inggi sungai anan 2,D9/ m, iri 2,9D/ m.

$edangkan waktu perjalanan sterofrom Pinggir kanan /,- detik, Pinggir kiri /,/

detik, dan !engah D, detik. %erdasarkan data tersebut maka didapatkan energi

kinetik sterofrom yaitu sebesar 9/E/,=-1/ kg m*s. Hail tersebut belum dapat

dianggap benar dikarenakan kendala saat praktikum yaitu?

1; ecepatan angin yang membuat gerak sterofrom sehingga memepengaruhi

waktu perjalanan.

2; Posisi praktikan saat akan melepaskan sterofrom menghalangi aliran air

yang sehingga membuat debit berkurang.

ekurangan dari penggunaan energy tenaga air yaitu diantanya?

1; %endungan sangat mahal untuk dibangun dan memerlukan lahan yang

luas.

2; %erpotensi kerusakan ekosistem dan kualitas air.

3; Pembendungan yang berlebihan dan perusakan wilayah adat adalah hasil

dari perencanaan yang buruk.



4; Hanya berguna jika dekat dengan sumber air.

5; %ergantung pada pengurusan wilayah resapan air yang baik dan sehat.

Kele1iah dari ener+i air yai, :

1; 3nergi !erbarukan

3nergi alternatif merupakan sumber energi terbarukan sehingga tidak

akan terjadi krisis kelangkaan.

2; &amah ingkungan

3nergi alternatif tidak menghasilkan limbah yang akan membahayakan

lingkungan dalam jangka panjang.

%ahan bakar minyak yang digunakan untuk menjalankan mobil,

misalnya, menghasilkan banyak gas yang berpengaruh buruk bagi

lingkungan.

3; $umber 3nergi Fratis

0engan mengesampingkan biaya produksi, sumber energi alternatif tidak

perlu dibeli. $umber energi seperti sinar matahari, angin, dan air hanya

membutuhkan biaya awal untuk instalasi untuk kemudian dapat berjalan

dengan sendirinya.

4; Pasokan "elimpah

&elevansi dari poin ini akan bervariasi untuk tiap lokasinya. ika berada

di daerah dengan banyak sinar matahari, maka Anda akan memiliki

banyak pasokan energi surya. 0emikian juga, jika Anda memasang kincir

air di daerah berair, maka Anda akan menerima pasokan konstan energi

air .

%eberapa contoh penerapan tenaga air pada bidang pertanian yaitu?

1; incir Air (8ater 8heel)



Air merupakan unsur penting bagi petani untuk mengairi areal

persawahan. 'ntuk sawah yang letaknya lebih tinggi dari sumber air atau

aliran sungai*irigasi maka kebutuhan air akan menjadi persoalan karena air

tersebut tidak dapat begitu saja dialirkan, harus ada pemompa air.

$edangkan dari segi pompa air dapat ditinjau dari harga pompa, biaya

operasional, biaya perawatan dan suara (kebisingan) yang ditimbulkan

oleh pompa tersebut. ;leh karena itu, diperlukan suatu alat yang

ekonomis, mudah dalam penggunaan serta tidak menimbulkan suara

kebisingan, yaitu seperti alat pemindah air dengan sistem kincir yang

dibantu oleh kecepatan angin. 3nergi yang cukup besar ini dapat

digunakan untuk menggerakkan baling#baling dan kincir air. Pada setiap

baling#baling diberi wadah sebagai tempat air, kemudian berputar maka air

akan dipindahkan ke tempat penampungan. $elanjutnya air dialirkan ke

sawah melalui pipa saluran. Gara ini sangat mudah dan murah serta ramah

lingkungan karena tidak menggunakan bahan bakar. 0an alat ini juga

dapat dipindah tempatkan sesuai dengan kebutuhan, kemudian

perawatannya juga tidak sulit. $angat baik dipasang pada tempat yang

tidak ada aliran listrik dan sulit bahan bakar. Apalagi di saat sekarang ini di

mana harga bahan bakar dan tarif listrik sudah sangat memberatkan

masyarakat.

0engan menggunakan alat ini maka jumlah masa tanam dapat

ditingkatkan dari dua kali setahun bisa menjadi tiga kali setahun. Hal ini

dikarenakan penggunaan alat ini tidak bergantung pada jadwal distribusi

pemberian air untuk sawah yang telah ditentukan oleh pihak yang

berwenang untuk masing#masing daerah. $ehingga pada gilirannya akan

dapat meningkatkan hasil produksi padi per tahunnya dan dapat

menambah penghasilan bagi masyarakat.



incir air merupakan saran untuk merubah energi air menjadi energi

mekanik berupa torsi pada poros kincir. Ada beberapa tipe kincir air yaitu?

a; incir Air ;vershot.

b; incir Air 'ndershot.

c; incir Air %reastshot.

d; incir Air !ub.

2; !urbin Air

!urbin air dikembangkan pada abad 9= dan digunakan secara luas untuk

pembangkit tenaga listrik. !urbin air mengubah energi potensial air

menjadi energi mekanis. 3nergi mekanis diubah dengan generator listrik

menjadi tenaga listrik.. Aplikasi airfoil untuk blade turbin sesuai untuk

sistem konversi energi pada saluran ultra low head. !urbin dengan

diameter -22 mm dan jumlah sudu mampu membangkitkan daya 1D2,-9

watt pada aliran air irigasi dengan kecepatan permukaan 2,=1 m*s dan

debit 2,11= m*s. enis turbin ini dapa dipasang pada sungai maupun

saluran irigasi. %erdasarkan prinsip kerja turbin dalam mengubah energi

potensial air menjadi energi mekanis, turbin air dibedakan menjadi dua

kelompok yaitu turbin impuls dan turbin reaksi.

V; KESIMPULAN DAN SARAN

A; Kesi02,lan



1; edalaman air sungai pada titik yang diukur yaitu kiri, tengah, dan kanan.

edalaman kiri 2,D9/ m, kedalaman tengah 2,D9/ m dan kedalaman kanan

2,D9/ m.

2; ecepatan pelampung pada titik yang diukur yaitu kiri, tengah, dan kanan.

ecepatan kiri 2,6= m*s, kecepatan tengah 9,9- m*s dan kecepatan kanan 2,=2

m*s. ilai kecepatan rata#rata dengan menggunakan pelampung yaitu 2,=6

m*s.

3; Potensi air sebagai sumber energi terutama digunakan sebagai penyedia

energi listrik melalui pembangkit listrik tenaga air maupun P!"H yang

pada dasarnya memanfaatkan energi potensial air.

B; Saran

Praktikum sudah berjalan dengan baik tetapi lain kali untuk lokasi

pengukuran debit perlu di pertimbangkan jarak lokasi dan medan yag di tempuh

agar tidak membahayakan bagi praktikan.

DAFTAR PUSTAKA



Prajitno, $antoso. 9==D. +igital Current )eter, #lat Pengukur #liran #ir /ntuk

Sungai. (;nline). https?**docs.google.com*digital#current#meter,#alat#peng

ukur#aliran#air#untuk#sungai.pdf . 0iakses 1/ 0esember 1291.

$oewarno. 9==9. 'idrologi Pengukuran dan Pengolahan +ata #liran Sungai. P!.

ova ? %andung.

$oetjipto. 9==1. +asar(dasar dan Praktek rigasi. P!. 3rlangga ? akarta.

'uharyono, H., -445. Strategi Pemanfaatan Potensi Listrik

Tenaga Air di Daerah Aliran Sungai (DAS) Mamberamo,

Irian Jaya, (ipresentasikan pada 'eminar &nergi )asional 6

-445, 1alai 'idang "akarta "akarta 4-- 'eptember.7.

https://docs.google.com/digital-current-meter,-alat-peng%20ukur-aliran-air-untuk-sungai.pdf




laporan air mikrohidro

Documents