Academia.eduAcademia.edu

Tantangan Dalam Mengaktifkan Pembangkit Tenaga Air Skala Kecil

2021, Jurnal Teknik Energi

Air adalah salah sumber tenaga listrik berdasarkan siklus alami. Air sebagai tenaga listrik telah lama dieksplorasi yang umumnya berskala besar karena lebih ekonomis. Akhir-akhir ini, pemanfaatan tenaga air berskala kecil mulai mendapat perhatian karena menipisnya sumber bahan bakar fosil. Secara teknis, pembangkit listrik tenaga air sekala kecil banyak yang menghadapi permasalahan, diantaranya adalah pemahaman tentang teknologi tenaga air dan pentingnya perawatan, dan kualitas listrik. Pengoptimalan tegangan sistem saluran dan dummy load diturunkan secara matematik secara jelas. Formulasi-formulasinya telah diterapkan di Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohydro Suralaya, Jawa Barat, dengan memperbaiki tegangan sistem dari 220 V ke 1 kV untuk memenuhi tegangan dan rugi-rugi saluran. Sedangkan kapasitas dummy load  optimalnya adalah 26 kW, ini lebih kecil dari kapasitas terpasang 50 kW.

Jurnal Energi Volume 11 Nomor 1 November 2021 ISSN: 2089-2527 2021 Tantangan dalam Mengefektifkan Pembangkit Tenaga Air Skala Kecil Hermagasantos Zein1, Siti Saodah1, Ali Mashar1, I.Made Wiwit1, Djafar Sodiq1, Aceng Daud1, Erwin Yusuf1, Ahmad Mudawari1, Ahmad Deni1 1 Jurusan Teknik Konversi Energi, Politeknik Negeri Bandung email : [email protected], [email protected] Abstrak Air adalah salah sumber tenaga listrik berdasarkan siklus alami. Air sebagai tenaga listrik telah lama dieksplorasi yang umumnya berskala besar karena lebih ekonomis. Akhir-akhir ini, pemanfaatan tenaga air berskala kecil mulai mendapat perhatian karena menipisnya sumber bahan bakar fosil. Secara teknis, pembangkit listrik tenaga air sekala kecil banyak yang menghadapi permasalahan, diantaranya adalah pemahaman tentang teknologi tenaga air dan pentingnya perawatan, dan kualitas listrik. Pengoptimalan tegangan sistem saluran dan dummy load diturunkan secara matematik secara jelas. Formulasiformulasinya telah diterapkan di Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohydro Suralaya, Jawa Barat, dengan memperbaiki tegangan sistem dari 220 V ke 1 kV untuk memenuhi tegangan dan rugi-rugi saluran. Sedangkan kapasitas dummy load optimalnya adalah 26 kW, ini lebih kecil dari kapasitas terpasang 50 kW. Kata Kunci: PLTMH, perawatan, tegangan, frekuensi I. PENDAHULUAN Air telah dikenal sejak manusia ada. Manusia mulai menggunakan tenaga air dalam transportasi yang memanfaatkan arus sungai. Penggunaan tenaga air sangat sederhana adalah berupa kincir air [1] yang awal untuk menumbuk gabah/kopi dengan prinsip teknologi Lesung Padi, penggunaan lebih modern adalah untuk membangkitkan listrik yang dikenal dengan Kincir Air Listrik. Penggunaan tenaga air modern telah dikembangkan dengan teknologi maju berupa berbagai variasi turbin air untuk mendapatkan efisiensi dari berbagai karakteristik tinggi air jatuh. Tenaga air akan lebih murah untuk daya yang besar (seperti PLTA Saguling 797,36 MW yang ditopang oleh 7 sub-unit pembangkit). Keuntungan lain adalah PLTA tergolong pada pembangkit bersih (green generating). Secara umum biaya pembangunan PLTA dapat dilihat dari Tabel 1, [2]. Tabel 1. Tipikal biaya instalasi dan biaya listrik diratakan. Jenis Tenaga Air Biaya Instalasi (USD/kW) PLTA Besar PLTA Kecil Renovasi / peningkatan 1050-7650 1300-8000 500-1000 Biaya O&M (%/tahun dari biaya instalasi) 2 – 2.5 1-4 1-6 Faktor Kapasit as (%) 25-90 20-95 Biaya Listrik Diratakan (2010 USD / kWh) 0.02 – 0.19 0.02 – 0.27 0.01 – 0.05 Upaya mengurangkan pembangkit kotor (pollutant generating), maka upaya menambah kapasitas pembangkit listrik dari sumber energi baru dan terbarukan (EBT) menjadi perhatian Indonesia [3] dengan harapan pada tahun 2025 adalah 24,4%. Ini merupakan semangat untuk mengembangkan tenaga air kecil, walaupun harga energinya masih belum dapat bersaing dengan energi batu bara (lihat Tabel 1). Secara teknologi pembangkit air berskala kecil adalah sederhana [4] [5], namun persoalan yang muncul cukup rumit seperti kontrol tegangan dan frekuensi. Ini disebabkan oleh sebuah pembangkit air sekala kecil pada umumnya bekerja sendiri. Pembangkit harus dapat merespon perubahan beban (berupa penerangan rumah penduduk desa dimana pembangkit dibangun) dengan menjamin pasokan listrik yang stabil. Perubahan pemakaian listrik oleh penduduk sangat bervariatif, terutama antara siang dan malam. Sedangkan teknologi pembangkitnya adalah sangat sederhana, yaitu sudu turbin adalah tetap dan tanpa pengatur air masuk (guide vane), dan generator dengan medan tetap. Ini menunjukkan bahwa energi input air adalah konstan, sehingga tegangan dan frekuensi listrik sangan sensitif terhadap perubahan bebannya. Salah satu cara untuk mengatasi ini adalah membuat beban generator tetap, yaitu dengan mengombinasikan beban riil (beban rumah penduduk) dengan beban dummy [6]. Realisasi ini dibutuhkan kontrol pada beban dummy. Satu masalah lain adalah lokasi antara pembangkit dan rumah penduduk adalah cukup jauh. Umumnya tegangan PLTA sekala kecil adalah 380/220 V, sehingga untuk mentransmisikan daya lebih dari 1 km akan mengalami tegangan jatuh yang besar. Ini akan mempengaruhi rugi-rugi jaringan seperti yang telah dikaji oleh [7], dimana rugi-rugi jaringan distribusi tidak boleh melebihi standar yang berlaku (umumnya tidak melebihi 4%). Akibat panjangnya saluran PLTA skala kecil tersebut (sekitar 5km) maka efisiensi saluran menjadi jelek (bisa dibawah 70%). Tidak saja efisiensi yang jelek, tetapi tegangan listrik di sisi pemakai turun dibawah tegangan minimum peralatan sehingga listrik tidak dapat digunakan oleh penduduk, seperti mikrohydro di Suryalaya dengan tegangan pada rumah penduduk 140V dari sumber 220V sebagai akibat jarak saluran 5km. Hal yang lain yang harus diperhatikan adalah perawatan dan operasi dari PLTA sekala kecil tersebut. Ini adalah bagian yang penting untuk dipahami karena sumber daya di desa masih minim pengetahuan. Sumber daya untuk menangani PLTA ini harus dilatih atau sekurang-kurangnya diberi penyuluhan sehingga mereka peduli pada kelangsungan operasi nantinya. Tulisan ini memberikan ulasan tentang pembangkit air sekala kecil tentang teknologi tenaga air dan pentingnya perawatan untuk meningkatkan kinerja pembangkit. Hal yang penting adalah bagaimana sebuah pembangkit air sekala kecil dapat diefektifkan. Optimasi tegangan sistem untuk saluran dan optimasi kapasitas dummy merupakan fokus penelitian ini. 1 II.1 Teknologi Hydropower Sumber energi air didasarkan pada siklus alami yang dikategorikan sebagai sumber energi terbarukan. Sumber ini sudah lama dikenal manusia. Air sebagai pembangkit listrik adalah andal dan hemat biaya teknologi [2]. Skema Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah fleksibilitas dalam desain dan dapat dirancang untuk memenuhi permintaan beban dasar dengan faktor kapasitas relatif tinggi, atau memiliki kapasitas terpasang yang lebih tinggi. Tenaga air adalah sumber energi terbarukan terbesar, dan menghasilkan sekitar 16% listrik Dunia dan lebih dari empat perlima listrik terbarukan dunia. Saat ini, lebih dari 25 negara di dunia bergantung PLTA untuk 90% pasokan listriknya (99,3% di Norwegia), dan 12 negara 100% bergantung pada hydro. Hydro menghasilkan sebagian besar listrik di 65 negara dan memainkan beberapa peran di lebih dari 150 negara. Kanada, China dan Amerika Serikat adalah negara yang memiliki kapasitas pembangkit tenaga air terbesar [8] [9] [10]. Tenaga air adalah sumber tenaga yang paling fleksibel generasi tersedia dan mampu merespons menuntut fluktuasi dalam hitungan menit, menghasilkan beban dasar daya dan, ketika reservoir hadir, menyimpan listrik selama berminggu-minggu, berbulan-bulan, musim atau bahkan bertahun-tahun [11] dan [8]. Salah satu keunggulan utama PLTA adalah kemampuan "mengikuti beban" yang tak tertandingi (misal dapat memenuhi muat fluktuasi menit demi menit). Meski lainnya tanaman, terutama pembangkit listrik tenaga panas konvensional, dapat merespons fluktuasi pemuatan, waktu responsnya adalah tidak secepat dan sering tidak sefleksibel pita keluaran penuh mereka. Selain fleksibilitas dan keamanan jaringan layanan (spinning reserve), bendungan PLTA dengan besar penyimpanan reservoir digunakan untuk menyimpan energi dari waktu ke waktu memenuhi puncak sistem atau permintaan dipisahkan dari aliran masuk. Penyimpanan dapat berupa hari, minggu, bulan, musim atau bahkan bertahun-tahun tergantung pada ukuran reservoir. Skema PLTA beragam dalam ukuran dari hanya beberapa watt untuk pico-hydro hingga beberapa GW atau lebih untuk skala besar. Yang lebih besar biasanya akan berisi sejumlah turbin, tetapi yang lebih kecil mungkin hanya mengandalkan satu turbin. Dua pembangkit listrik tenaga air terbesar di dunia adalah 14 GW di Brasil dan Tiga di Cina dengan 22,4 GW. Pembangkit air ini menghasilkan 80 hingga 100 TWh / tahun [8]. Sistem tenaga air yang besar cenderung terhubung grid terpusat untuk memastikan bahwa ada cukup menuntut untuk memenuhi kapasitas generasi mereka. Kecil pembangkit listrik tenaga air dapat, dan sering kali, digunakan secara terisolasi area off-grid atau di mini-grid. Dalam sistem grid terisolasi, jika reservoir besar tidak memungkinkan, musiman alami variasi aliran mungkin mensyaratkan bahwa pembangkit listrik tenaga air dikombinasikan dengan sumber pembangkit lain untuk memastikan pasokan terus menerus selama periode kering. Tenaga air mengubah energi potensial massa air mengalir di sungai atau aliran dengan vertikal tertentu jatuh (disebut "kepala"). Potensi kekuatan tahunan pembuatan proyek pembangkit listrik tenaga air sebanding dengan kepala dan aliran air. Pembangkit listrik tenaga air menggunakan a konsep yang relatif sederhana untuk mengubah potensi energi dari air yang mengalir untuk mengubah turbin, yang, pada gilirannya, November 2021 ISSN: 2089-2527 menyediakan energi mekanik yang diperlukan untuk menggerakkan a generator dan menghasilkan listrik (Gambar 1). Reservoar Jurnal Energi Volume 11 Nomor 1 2021 II. METODOLOGI PENELITIAN Electric Energy Intake Generator KInetic Energy Transformer Turbin Mechanic Energy River Gambar 1. Skema pusat pembangkit mikrohydro Ada empat komponen utama dari mikrohydro adalah: 1. Bendungan: Sebagian besar pembangkit listrik tenaga air mengandalkan bendungan yang menahan air, membuat reservoir air yang dapat digunakan sebagai penyimpanan. Mungkin juga ada bak penyaring untuk mengatasi penumpukan sedimen sebelum bendungan. 2. Intake, penstock dan ruang lonjakan (surge chamber): Gerbang di bendungan terbuka dan gravitasi menghantarkan air melalui penstock (capipeline) ke turbin. Terkadang ada sebuah pemicu depan (headrace) sebelum penstock. Ruang atau tangki lonjakan digunakan untuk mengurangi lonjakan tekanan air yang berpotensi merusak atau menyebabkan peningkatan tekanan pada turbin. 3. Turbine: Air mengalir ke bilah turbin dan memutar turbin, yang dihubungkan ke generator oleh suatu poros. Ada berbagai konfigurasi yang dimungkinkan dengan generator di atas atau di samping turbin. Jenis turbin yang paling umum untuk pembangkit listrik tenaga air yang digunakan saat ini adalah Francis Turbine, yang memungkinkan konfigurasi berdampingan dengan generator. 4. Generator: Saat bilah turbin berputar, rotor di dalam generator juga berputar dan arus listrik dihasilkan ketika magnet berputar di dalam generator kumparan tetap untuk menghasilkan arus bolak-balik (AC). II.2 Perawatan Pemeliharaan rutin meningkatkan keandalan operasional dan masa pakai peralatan. Dengan demikian, dari sudut pandang ekonomi, muncul pertanyaan berikut: Sampai titik manakah ekonomis untuk melanjutkan perawatan dan perbaikan, atau mulai kapan akan lebih masuk akal untuk mengganti komponen atau sub-assemblies yang lengkap. Tanda-tanda keausan dan penuaan mulai muncul dengan meningkatnya waktu pengoperasian peralatan. Penuaan dapat didefinisikan sebagai berkurangnya kualitas teknis yang diperlukan selama perjalanan waktu. Ketika risiko pemadaman yang tidak direncanakan meningkat secara signifikan atau komponen mengalami kegagalan besar, akhir masa hidup tercapai. Perubahan dalam operasi mempengaruhi proses penuaan, menjadikannya lebih penting untuk secara teratur memeriksa dan menganalisis kondisi pembangkit. Ketika akhir dari umur yang diharapkan tercapai, tindakan pencegahan yang tepat waktu dapat diambil untuk mencegah kegagalan yang tidak terduga. Ini bisa dalam bentuk pekerjaan perbaikan yang dipilih atau penggantian komponen lengkap. 2 Jurnal Energi Volume 11 Nomor 1 November 2021 ISSN: 2089-2527 2021 Vr Prediksi seumur hidup tidak ditujukan untuk menunjukkan Vs dengan tepat akhir masa hidup yang ingin dicapai, yaitu, ini bukan waktu kegagalan total. Ini lebih merupakan ukuran probabilitas R+jX kegagalan komponen dalam jangka waktu tertentu. Berdasarkan mode operasi hingga waktu yang dipermasalahkan dan temuan diagnostik, dapat digunakan untuk memperkirakan risiko Gambar 4. Sistem jaringan terisolasi kegagalan di masa mendatang secara lebih akurat. Bila daya yang dikirim ke beban oleh pembangkit melalui Manfaat dari perawatan akan mempertahankan umum hidup penghantar adalah, peralatan seperti yang ditunjukkan oleh gambar 2 dan gambar 3. Gambar 2 adalah kondisi peralatan yang dirawat dengan baik 𝑆𝑠 = 𝑃𝑠 + 𝑗𝑄𝑠 (1) sehingga umur hidupnya dapat bertahan selama periode 2. Bila diinginkan efisiensi penghantar adalah 𝜂, maka arus yang Sedangkan gambar 3 adalah peralatan yang tidak dirawat dengan lewat penghantar adalah, baik. Peralatan akan mengalami pengurang umur yang signifikan, yaitu hanya sampai pada pertengahan periode 2 saja. (1 − 𝜂)𝑃𝑠 (2) 𝐼=√ 𝑅 Peroda 1 Failure rate λ(t) Peroda 2 Peroda 3 Δ𝑉 = 𝑍√ Good maitenance useful life debugging Tegangan jatuh dapat wearout (1 − 𝜂)𝑃𝑠 𝑅 (3) Persamaan 3 menyatakan hubungan antara tegangan jatuh dengan efisiensi penghantar yang ditunjukkan dalam Gambar 5. V Operating life 100% Gambar 2. Peralatan yang terawat dengan baik Peroda 1 Failure rate λ(t) Peroda 2 Peroda 3 Bad maitenance 0 useful life debugging wearout Operating life Gambar 3. Peralatan yang tidak terawat dengan baik III. KUALITAS LISTRIK III.1 Tegangan Jatuh Tegang jatuh adalah salah kualitas pasokan daya yang harus diperhatikan pada PLTA kecil tenaga. Lokasi potensi tenaga air sangat ditentukan oleh geografis, baik lokasi air terjun atau sungai. Dilain pihak perkampungan juga dapat terletak pada lokasi yang berbeda dengan jarak yang cukup jauh dari potensi tenaga air. Daya listrik yang dikirim dari suatu tempat ke tempat lain akan mengalami penurunan tegangan. Bila penurunan sangat tajam akan menjadikan kualitas tegangan di sisi pemakai menjadi sangat jelek, sehingga daya listrik tidak dapat digunakan. Secara umum level tegangan antara suplai dengan beban dari sistem distribusi adalah +5% dan 10 % [12]. Namun dalam penentuan tegangan jatuh ini harus didasarkan pada efisiensi jaringan. Gambar 4 adalah sebuah pembangkit menyalurkan dayanya melalui penghantar dengan impedansi Z=R+jX. 100% Gambar 5. Hubungan tegangan jatuh dengan efisiensi η Sementara pada sistem tiga tegangan jatuh pada penghantarnya adalah, 𝑆𝑠 Δ𝑉 = 𝑍 (4) √3 𝑉𝑠 Dari persamaan 3 dan 4 diperoleh tegangan adalah, 𝑉𝑠 = 𝑆𝑠 √3 √ 𝑅 (1 − 𝜂)𝑃𝑠 (5) Bila diasumsikan faktor daya adalah 0,8, maka persamaan 5 disederhanakan menjadi persamaan 6. 𝑉𝑠 = 0,722 √ 𝑅 𝑃𝑠 (1 − 𝜂) (6) Pengaruh impedansi pengantar dapat ditunjukkan oleh Gambar 6. Impedansi semakin kecil maka tegangan sistem akan semakin rendah. Ini disebabkan oleh tegangan jatuh pada pengantar lebih kecil pada efisiensi pengantar yang sama. 3 Jurnal Energi Volume 11 Nomor 1 November 2021 ISSN: 2089-2527 2021 Daya Vs Pg Pmak Z=R+jX Ps Pkd Pmin 0 η 100% Gambar 6. Hubungan tegangan sistem dengan efisiensi Pd 0 24 Jam Gambar 8. Beban harían untuk kontrol daya generator tetap Berdasarkan beban harian ini diperoleh beban puncak adalah Pmak, beban minimum adalah Pmin dan kapasitas beban dummy Operasi PLTA kecil adalah sangat sederhana dari PLTA besar, maksimum adalah P . Gambar ini menunjukkan bahwa kapasitas kd dimana PLTA kecil memiliki sudu turbin yang tetap. Semua air beban dummy dapat dioptimalkan yang diturunkan dari Gambar 8, melalui turbin dikonversikan menjadi tenaga mekanik oleh turbin yaitu: yang diekspresikan oleh persamaan 7. 𝑃 = 𝑃𝑔 − 𝑃𝑚𝑖𝑛 + 𝑃𝑡𝑙 (12) 𝑃𝑚 = 𝜂𝜌𝑔ℎ𝑄 (7) 𝑘𝑑 Dimana Ptl adalah daya toleransi dengan nilai sebagai berikut. Dimana 𝜂 adalah efisiensi yang dipengaruhi oleh ruang udara dan kapitasi air, 𝜌 adalah masa jenis air, 𝑔 adalah gravitasi, ℎ 0 ≤ 𝑃 ≤ 𝑃𝑚𝑎𝑘 + 𝑃𝑚𝑖𝑛 − 𝑃𝑔 (13) 𝑡𝑙 2 adalah tinggi air jatuh dan 𝑄 adalah debit. Dalam studi PLTA kecil Idealnya Ptl =0, namun perlu diambil nilai yang lebih besar semua parahanya debit yang dianggap sebagai variabel sehingga daya output turbine adalah konstan dan kecepatan turbin dapat untuk mengatasi keakuratan desain. Dalam tulisan ini disarankan secara rule of thumb nilai adalah, dinyatakan konstan yang dihitung melalui persamaan 8. 𝑃𝑚 𝑃 = 0.05𝑃𝑚𝑖𝑛 (14) (8) 𝑡𝑙 𝜔= 𝑇 Dimana 𝜔 adalah kecepatan dan 𝑇 adalah torsi. Sedangkan IV. STUDI KASUS tegangan teminal generator adalah, Untuk menunjang metode yang diusulkan maka PLTMH di (9) Pesantren Suryalaya diambil sebagai bahasan studi dalam tulisan 𝑉 = 𝐸 − 𝑗𝑋𝐼 Diman X adalah reaktansi generator, I adalah arus jangkar dan ini. Ini adalah studi kasus yang menarik karena drop tegangan E adalah gaya gerak listrik yang formulasinya adalah, yang tinggi akibat jarah PLTM dengan lokasi pesantren yang 𝐸 = 𝑘𝑓 (10) cukup jauh. Data generator PLTMH adalah 380/220 V, 50 Hz dan 60 kVA; k adalah konstanta yang tergantung pada fluksi dan ukuran fisik Kapasitas beban dummy adalah 50 kW; Sedangkan saluran generator dan f adalah frekuensi. menggunakan kabel inti tunggal dengan spesifikasi NFA2X-T Dari persamaan 9 dan 10, bila I dan f adalah konstan, maka 3x70+1x50 mm2, 0,6/1 kV dengan jarak saluran diperkirakan 3,25 tegangan terminal V juga konstan. Untuk mempertahankan km. Hasil perhitungan tegangan di sisi penerima (lokasi pesantren) kondisi ini maka beban generator harus dikondisikan selalu untuk variasi daya ditunjukkan dalam gambar 4. Hasil ini kontan. Dalam tulisan ini mempertimbangkan beban dummy di menunjukkan bahwa daya yang dapat diserap oleh pesantren samping beban konsumen (beban riil), yang ditunjukkan oleh adalah 15000 kVA atau 12 kW untuk drop tegangan 10%. Pada Gambar 7. kondisi ini tegangan di lokasi pesantren adalah 346.4/200 V, V dimana besar tegangan ini sudah memenuhi spesifikasi peralatan Vr listrik. III.2 Kontrol Tegangan dan Frekuensi E, Pg I Pd Pr Gambar 7. Kontrol generator untuk beban tetap 𝑃𝑔 = 𝑃𝑑 + 𝑃𝑠 (11) Dalam Kawasan waktu pengontrolan daya keluaran generator tetap diilustrasikan dalam Gambar 8. Kurva-kurva daya dalam Gambar 8 ini sudah memenuhi persamaan 11. Dengan pola operasi ini, tegangan dan frekuensi generator adalah tetap sesuai dengan generator. Gambar 9. Peta lokasi (Courtesy: Google map) 4 Jurnal Energi Volume 11 Nomor 1 November 2021 ISSN: 2089-2527 2021 Beban puncak dan beban terendah adalah 45 kW dan 20 kW. Sedangkan kapasitas beban dummy 50 kW. Ideal kapasitas beban dummy yang dihitung melalui persamaan 12 adalah 26 kW. Besar beban dummy 50 kW tersebut sudah sangat mencukupi. V. Gambar 10. Foto Peninjauan Lokasi PLTMH Vr(volt) 240,0 220,0 200,0 180,0 160,0 140,0 120,0 100,0 80,0 KESIMPULAN Tulisan ini telah mengajukan untuk mengefektifkan kinerja dari suatu pembangkit tenaga air berskala kecil. Hal yang perlu diperhatikan adalah perawatan dan kualitas listrik yang diterima oleh beban. Perawatan rutin harus dilakukan dengan baik dan teratur sehingga performa PLTMH dapat dipertahankan sampai pada umur peralatannya. Metode untuk menentukan tegangan sistem dan beban dummy telah diajukan dalam tulisan ini, dimana kualitas tegangan dan frekuensi keluaran generator dipertahankan dengan beban tetap melalui beban dummy yang terkontrol. Tegangan sistem saluran di optimasi melalui standar drop tegangan dan persentase rugi-rugi, yaitu drop tegangan 5% dan rugi-rugi saluran 4% diambil sebagai acuannya. Studi kasus pada PLTMH Suralaya pada kondisi awal hanya dapat menyerap daya 12 kW pada tegangan 220 volt/phasa dan daya sebesar 36 kW tidak terserap. Supaya daya PLTMH 48 kW dapat diserap maka tegangan sistem saluran harus dinaikkan menjadi 1 kV dan ini telah memenuhi standar drop tegangan dan rugi-rugi saluran. Hasil kajian diperoleh kapasitas optimal beban dummy adalah 26 kW dan ini lebih kecil dari beban dummy yang terpasang yaitu 50 kW. 60,0 40,0 UCAPAN TERIMA KASIH 20,0 0,0 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000 55000 60000 Daya (kVA) Gambar 11. Kurva tegangan vs daya Karena total beban di pesantren lebih dari 12 kW maka PLTMH tidak maksimal dimanfaatkan oleh pesantren. Jadi daya sebesar 36 kW tidak bisa dimanfaatkan karena bila dimanfaatkan maka tegangan akan turun menjadi 173.2/100 V, dimana tegangan sebesar ini tidak memenuhi standar peralatan listrik. Untuk mengefektifkan PLTMH tersebut perlu dinaikkan tegangan sistem salurannya. Gambar 11 adalah hasil perhitungan tegangan sistem terhadap rugi-rugi dan drop tegangan. Dari gambar ini diperoleh untuk sandar drop tegangan sebesar 5% tegangan sistemnya adalah 780 volt. Sedangkan standar rugi-rugi 4% jatuh pada tegangan sistem 950 volt. Setelah itu kurva rugi-rugi dan drop tegangan turun secara landai dan pada tegangan sistem 1 kV drop tegangannya adalah 2,8% dengan rugi-rugi 3,75% dan di tegangan sistem 1,5 kV drop tegangan adalah 1,3% dengan rugirugi 1,6%. 80 70 60 50 %40 Losses Voltage Drop 30 20 10 0 Voltage System (volt) Gambar 10. Rugi-rugi dan Drop tegangan vs tegangan sistem Ucapan terima kasih disampaikan kepada Program Penelitian DIPA Pusat Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (P3M) Politeknik Negeri Bandung tahun 2020, atas bantuan dana yang telah diberikan. DAFTAR PUSTAKA [1] I. G. Widodo, A.Surnaso, Agato, H. Sihombing dan D. Sulistiono, “Pengaruh Kedalaman Pencelupan Sudu Kincir Terhadap Unjuk Kerja Kincir Air”. Indonesia Paten CCBY-NC-SA 4.0, 2020. [2] irena.org, “Renewable Energy Technologies: Cost Analysis Series - Hydropower,” IRENA WORKING PAPER, vol. 1, no. 3/5, June, 2012. [3] PLN, Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik (RUPTL) 2019 - 2028, Jakarta: PT PLN (Persero), Februari, 2019. [4] S. Singh dan M. P. Upadhyay, “Study of Different Issues and Challenges of Small Hydropower Operation,” dalam International Conference on Advances in Energy Conversion Technologies (ICAECT), Manipal, India, 2014. [5] L. M. Parera, Microhydro Power Plant, Future Energy Source, Researchgate, 2018. [6] D. Sodiq dan A. Susanto, Perancangan dan Pembuatan Alat Sinkronisasi Otomatis Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro dengan Sistem Jaringan PLN, Yogyakarta: UGM, 2004. [7] H. Zein, J. Raharjo, C. K. Wachjoe dan A. D. Mulyadi, “A Method for Estimating Technical Losses in Primary Feeder Conductors,” International Review on Modelling and Simulation (IREMOS), vol. 13, no. 2, 2020. [8] IPCC, “Renewable Energy Sources and Climate Change 5 Jurnal Energi Volume 11 Nomor 1 November 2021 ISSN: 2089-2527 2021 Mitigation,” Cambridge University Press, New York, 2011. [9] REN21, “Renewables 2011: Global Status Report,” www.ren21.net, 2011. [10] IHA, “International Hydropower Assocition World Congress on Advancing Sustainable Hydropwer,” IISD, 2011. [11] A. Brown, S. Müller dan Z. Dobrotková, Renewable Energy Market and Prospects by Technology, Paris: International Energy Agency (IEA), November 2011. [12] SPLN-72, Spesifikasi Desain untuk Jaringan Tegangan Menegah (JTM) dan Jaringan Tegangan Rendah (JTR), Jakarta: PT PLN (Persero), 1987. 6