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