Jumat, 18 Januari 2008

Micro hydropower


What’s Micro hydro power
Hydropower is energy from water sources such as the ocean, rivers and waterfalls. “Micro hydro” defined as a plant between 10 kW and 200 kW means which can apply to sites ranging from a tiny scheme to electrify a single home, to a few hundred kilowatts for selling into the National Grid. Small-scale hydropower is one of the most cost-effective and reliable energy technologies to be considered for providing clean electricity generation. The key advantages of small hydro are:

  • High efficiency (70 - 90%), by far the best of all energy technologies.
  • High capacity factor (typically >50%)
  • High level of predictability, varying with annual rainfall patterns
  • Slow rate of change; the output power varies only gradually from day to day (not from minute to minute).
  • A good correlation with demand i.e. output is maximum in winter
  • It is a long-lasting and robust technology; systems can readily be engineered to last for 50 years or more.

It is also environmentally benign. Small hydro is in most cases “run-of-river”; in other words any dam or barrage is quite small, usually just a weir, and little or no water is stored. Therefore run-of-river installations do not have the same kinds of adverse effect on the local environment as large-scale hydro.

Why Micro hydro

Micro hydro are one of renewable energy sources. Renewable energy sources can be replenished in a short period of time. The five renewable sources used most often are, biomass, water (hydropower), geothermal, wind, solar .Five generations (125 years) ago, wood supplied up to 90 percent of our energy needs. Now, some biomass that would normally be taken to the dump is converted into electricity (e.g., manufacturing wastes, rice hull Historically, low fossil fuel prices, especially for natural gas, have made growth difficult for renewable fuels. The use of renewable sources is also limited by the fact that they are not always available (for example, cloudy days reduce solar energy, calm days mean no wind blows to drive wind turbines, droughts reduce water availability to produce hydroelectricity). Despite these limitations, renewable energy plays an important role in the supply of energy. When renewable energy sources are used, the demand for fossil fuels is reduced. Unlike fossil fuels, most renewable sources do not directly emit gasses, and black liquor from paper production). Theirs energy sources outdoes of micro hydro ;

  • Nature produce by continue till the existence of relative awake.
  • Conversion process of becoming electrics energy do not generate pollutant.
  • Production cost of cheaper relative compared to fossil energy.
  • Most of all places in Indonesia have the source of this energy.

Water power for micro hydro.

Hydropower is using water to power machinery or make electricity. Water constantly moves through a vast global cycle, evaporating from lakes and oceans, forming clouds, precipitating as rain or snow, then flowing back down to the ocean. The energy of this water cycle, which is driven by the sun, can be tapped to produce electricity or for mechanical tasks like grinding grain. Hydropower uses a fuel water that is not reduced or used up in the process. Because the water cycle is an endless, constantly recharging system, hydropower When flowing water is captured and turned into electricity, it is called hydroelectric power or hydropower. There are several types of hydroelectric facilities; they are all powered by the kinetic energy of flowing water as it moves downstream. is considered a renewable energy.

Turbines and generators convert the energy into electricity, which is then fed into the electrical grid to be used in homes, businesses, and by industry.

Site configurations.

The objective of a hydro power scheme is to convert the potential energy of a mass of water, flowing in a stream with a certain fall (termed the head.), into electric energy at the lower end of the scheme, where the powerhouse is located. The power of the scheme is proportional to the flow and to the head. According to the head, schemes can be classified in three categories:

High head: 100-m and above, Medium head: 30 - 100 m, Low head: 2 - 30 m.

Schemes with the powerhouse at the base of a dam ( low head system )

A small hydropower scheme cannot afford a large reservoir to operate the plant when it is most convenient; the cost of a relatively large dam and its hydraulic appurtenances would be too high to make it economically viable. But if the reservoir has already been built for other purposes . flood control, irrigation network, water abstraction for a big city, recreation area, etc, - it may be possible to generate electricity using the discharge compatible with its fundamental usage or the ecological flow of the reservoir. The main question is how to link headwater and tail water by a waterway and how to fit the turbine in this waterway. If the dam already has a bottom outlet., the solution is clear. top of the dam or on the downstream side. The unit can be delivered pre-packaged to the works, and installed without major modifications of the dam.

Schemes integrated with an irrigation canal( high head system )

The canal is enlarged to the required extent, to accommodate the intake, the power station, the tailrace and the lateral bypass. To ensure the water supply for irrigation, the scheme should include a lateral bypass, as in the figure, in case of shutdown of the turbine. This kind of scheme must be designed at the same time as the canal, because the widening of the canal in full operation is an expensive option.

If the canal already exists, a scheme like the one shown in figure 5 is a suitable option. The canal should be slightly enlarged to include the intake and the spillway. To reduce the with of the intake to a minimum, an elongated spillway should be installed. From the intake, a penstock running along the canal brings the water under pressure to the turbine. The water, once through the turbine, is returned to the river via a short tailrace. As generally, fish are not present in canals, fish passes are unnecessary.


Minggu, 30 Desember 2007

Perencanaan pembangkit listrik mikrohidro

KOMPONEN DASAR PERENCANAAN

PEMBANGKIT LISTRIK MIKROHIDRO(PLTMH )

Intisari
Aliran air yang mengalir dari dataran tinggi menuju yang lebih renda memiliki energi potensial yang bisa dimanfaatkan sebagai sebuah sumber energi baru. Dengan strategi perencanaan yang baik untuk pengembangan sumber energi seperti ini pada gilirannya akan dapat dapat mengatasi persoalan krisis energi di berbagai tempat. Namun dikarenakan kurang dalam strategi perencanaan beberapa proyek pengembangan sumber- sumber energi alternatif belum didapat manfaat yang optimal.Seringkalai proyek pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mini-Mikrohidro (PLTMH) terdapat berbagai kendala seperti rendahnya faktor beban, suvei ketersediaan data yang kurang lengkap serta minimnya peran serta masyarakat sekitar, hal ini berakibat manfaat yang diharapakan dari adanya potensi sumber energi terbarukan belum optimal. Oleh karena itu perlu suatu adanya suatu perbaikan.

Pembangkit Listrik tenaga mikrohidro

Pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro pada dasarnya dibangun dalam rangka program Listrik Masuk Desa (LISDES) dengan pemanfaatan sumber tenaga air. Proyek pembangunan ini terutama diarahkan untuk daerah-daerah terpencil yang tidak terjangkau jaringan PLN. Pembangkitan dilakukan dengan memanfaatkan aliran air dari anak-anak sungai yang kecil atau dari saluran irigasi. Salah satu faktor yang menarik dari pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro adalah teknologinya yang relatif sederhana. Namun demikian, apabila studi kelayakan sebelum dilaksanakannya proyek pembangunan ini tidak memadai maka akibatnya operasi pembangkitannya menjadi kurang efisien bahkan tidak dapat beroperasi sama sekali.

Pembangkit listrik mikrohidro adalah suatu pembangkit yang dapat menghasilkan energi listrik sampai dengan 100 KW sedangkan untuk pembangkit listrik yang dapat menghasilkan energi listrik sebesar 100 KW – 5 MW didefinisikan sebagai pembangkit listrik mikro hidro. Potensi mini-mikrohidro power di Indonesia sekitar 7.500 MW dengan kapasitas terpasang sebesar 200 MW . Menurut data Badan Pusat Statistik (BPS) tahun 2000, sekitar 60 % penduduk Indonesia tinggal di desa terpencil. Jumlah desa di Indonesia sebanyak 58.545 desa, sampai akhir Desember 2000 yang telah memiliki listrik sebanyak 49.155 desa .

Keuntungan pembangkit listrik mikrohidro

Beberapa kelebihan mini-mikrohidro dari energi lain (Das, 2002) adalah :

· Bersih Lingkungan

· Renewable energi

· Tidak konsumtif terhadap pemakaian air

· Mudah dioperasikan sebagai base load maupun peak load (dapat dengan cepat on/off)

· Biaya operasi rendah

· Tahan Lama (Long Life)

· Sesuai untuk daerah terpencil

Kebanyakan dari proyek pembangunan mini-mikrohidro ditujukan untuk daerah-daerah terpencil yang belum dilalui oleh jaringan listrik PLN. Masalah yang berkembang saat ini timbul akibat dari faktor keekonomiannya. Pemakaian energi listrik oleh masyarakat pedesaan umumnya hanya berkisar antara 4 – 5 jam perhari atau 14 – 16 % dari daya yang terpasang. Rendahnya pemakaian energi (faktor beban) tersebut disebabkan oleh pemakaian yang hanya sebagai lampu penerangan semata.Aspek ekonomian dari pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro dapat dicapai dengan suatu rencana yang matang dengan melibatkan peran serta masyarakat setempat secara aktif sejak awal pembangunan proyek dan integrasi dari aparat dengan warga desanya.

Selain itu pembangkit listrik tenaga mini-mikrohidro memiliki jaringan transmisi dan distribusi sendiri yang pengoperasian dan pengelolaannya dapat diserahkan langsung kepada pengurus desa setempat melalui badan usaha koperasi. Sebagai contoh keberhasilan proyek mini-mikrohidro di Cina disebabkan tingginya tingkat pemakaian energi listrik dengan faktor beban mencapai 50 – 60 % dari kapasitas daya terpasang dan pengelolaannya diserahkan kepada koperasi.

Model sederhana rencana penggunaan energi listrik yang dihasilkan untuk mencapai faktor beban lebih dari 50 % adalah sebagai berikut :

Siang Hari :

· Penggilingan hasil-hasil pertanian

· Memasak

· Industri kecil (pendinginan, penyulingan, dll)

Sore Hari :

· Lampu penerangan

· Peralatan rumah tangga

Malam Hari :

· Penetasan telur

· Pengasapan ikan

· Pengeringan hasil-hasil pertanian

Jenis Instalasi PLTMH

Secara garis besar jenis instalasi PLTMH dapat dikelompokkan menjadi dua. Yaitu instalasi daerah pegunungan dan instalasi daerah datar.

a. Jenis instalasi untuk daerah pegunungan pada umumnya terdiri dari komponen sebagai berikut:

1. Pintu Pengambilan (Intake/Diversion)

2. Bak Pengendapan (Desilting Tank)

3. Saluran Penghantar (Headrace)

4. Bak Penenang (Forebay)

5. Pipa pesat (Penstock)

6. Gedung Pembangkit (Power House)

7. Saluran Buang (Tailrace)

8. Jaringan Transmisi (Grid Line)

b. Instalasi Daerah Datar

Jenis instalasi untuk daerah datar pada umumnya terdiri dari komponen pokok sebagai berikut :

Pintu Pengambilan (Intake/Diversion)

Saluran Tenaga (Power Canal)

Saluran Penghantar (Headrace)

Gedung Pembangkit (Power House)

Saluran Buang (Tailrace)

Jaringan Transmisi (Grid Line )

PemilihanTeknologi

Pemilihan teknologi pada pembangunan pembangkit mini-mikrohidro terutama terletak pada pemilihan komponen utamanya yaitu turbin dan generator. Hal ini disebabkan daerah yang akan dipasang pembangkit listrik mini-mikrohidro memiliki karakteristik yang spesififik.

a. jenis turbin tenaga air bergantung pada head dan debit air. Untuk daerah pegunungan yang memiliki ketinggian dengan debit rendah jenis turbin high head lebih cocok digunakan sedangkan di daerah datar dengan debit air yang besar dapat menggunakan jenis turbin canal drop low head.

b. Jenis Generator, Secara umum ada dua jenis generator yang digunakan pada PLTMH, yaitu generator sinkron dan generator induksi.

Generator sinkron bekerja pada kecepatan yang berubah-ubah. Untuk dapat menjaga agar kecepatan generator tetap, digunakan speed governor elektronik. Generator jenis ini dapat digunakan secara langsung dan tidak membutuhkan jaringan listrik lain sebagai penggerak awal. Sangat cocok digunakan di desa terpencil dengan sistem isolasi.

Generator Induksi, tidak diperlukan sistem pengaturan tegangan dan kecepatan. Namun demikian, jenis generator ini tidak dapat bekerja sendiri karena memerlukan suatu sistem jaringan listrik sebagai penggerak awal. Generator jenis ini lebih cocok digunakan untuk daerah yang telah dilalui jaringan listrik (Grid System).

Kesimpulan

Sebuah proyek pembangkit listrik mikrohidro yang berkelanjutan perlu diperhatikan faktor-faktor berikut :

1.Perencanaan dalam pemilihan teknologi perlu didukung data kongkrit, cukup dan dapat dipertangungjawabkan.

2. Perlunya pemanfaatkan energi listrik untuk kegiatan produktif pada siang dan malam hari secara optimal

3. Adanya peran serta masyarakat setempat melalui pembentukan organaisasi pengelolaan yang baik, antara masyarakat dan instansi atau lembaga terkait.

Rabu, 18 Juli 2007

pembangkitmikrohidro kecil & tersebar

PEMBANGKIT LISTRIK MIKROHIDRO KECIL & TERSEBAR
SEBUAH SOLUSI ATASI KRISIS ENERGI

A. PENDAHULUAN

1. Latar belakang

Akhir – akhir ini selalu saja masih kita rasakan adanya pemadaman listrik secara bergilir di setiap wilayah Indonesia, hal ini menunjukkan bahwasannya pasokan energi listrik yang disediakan pemerintah melalui perusahaan PLN masih belum mencukupi kebutuhan masyarakat. Padahal sebagaimana kita ketahui bersama aktivitas kehidupan kita saat ini sangat bergantung dengan teknologi yang sumber tenaganya berasal dari energi listrik. Misal untuk keperluan rumah tangga seperti setrika, kulkas, kipas angin, televisi , lampu penerangan dll. Kemudian untuk keperluan hampir semua aktivitas di industri dan perkantoran di berbagai bidang, energi listrik merupakan komponen yang paling dominan.
2. Kondisi pembangkit listrik di Indonesia
Pemerintah dalam rangka memenuhi kebutuhan akan energi listrik telah membangun pembangkit listrik seperti PLTD, PLTG, PLTU dan lain sebagainya, tetapi kebutuhan akan energi listrik bagi rakyat masih belum tercukupi. Data statistik menunjukkan bahwa rasio elektrifikasi pada tahun 2004 sebesar 54 % dengan total pelanggan 32 juta, sedangkan ratio elektrifikasi pedesaan 79 %, sekarang baru 52.007 desa teraliri dari total 66.215 desa yang ada (Dirjen Listrik & Pemanfaatan Energi, 2005).
Merujuk surat keputusan menteri Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) No.1122K/30/MEM/2002 tentang Pembangkit Skala Kecil Tersebar (PSK) dan pemanfaatan energi baru terbarukan, bahwa penyediaan energi listrik bisa dilakukan tidak hanya dengan suatu pembangkit dalam skala yang sangat besar dan terpusat, namun juga bisa terpenuhi dengan memanfaatkan sumber-sumber pembangkit listrik walaupun dalam skala yang kecil, namun merata dan tersebar sampai daerah yang sulit untuk dijangkau. Hal Ini memberikan peluang besar bagi pertumbuhan pembangunan pembangkit listrik mikrohidro skala yang kecil, lebih murah dan ramah lingkungan. Secara detail kondisi pemanfaatan sumber energi terbarukan di Indonesia saat ini ditampilkan pada gambar berikut (Dirjen Listrik & Pemanfaatan Energi, 2005).
B. PEMBANGKIT LISTRIK MIKROHIDRO
Pembangkit listrik mikrohidro merupakan suatu pembangkit listrik tenaga air yang dapat menghasilkan energi listrik sampai dengan 100 KW.
sedangkan untuk pembangkit listrik yang dapat menghasilkan energi listrik sebesar 100 KW – 5 MW didefinisikan sebagai pembangkit listrik mini hidro (Bapangsamirana, 2001).
Sistem pembangkit listrik ini pada dasarnya dibangun dengan pemanfaatan sumber energi potensial air. Pembangkitan dilakukan dengan memanfaatkan aliran air dari sumber mata air pegunungan , aliran anak-anak sungai yang kecil atau dari saluran irigasi. Salah satu faktor yang menarik dari pembangkit listrik mikrohidro adalah teknologi yang diperlukan relatif sederhana dan telah kita kuasai.
Prinsip kerja dari pembangkit listrik mikrohidro ini adalah , energi potensial dari air yang mengalir kebawah oleh turbin di rubah menjadi energi gerak. Kemudian oleh generator listrik energi gerak (kinetik) tersebut di rubah menjadi energi listrik.
1. Instalasi Pembangkit mikrohidro
Secara garis besar jenis instalasi pembangkit listrik mikrohidro dapat dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu instalasi daerah pegunungan dan instalasi daerah datar.
a. Instalasi Daerah Pegunungan
Jenis instalasi untuk daerah pegunungan pada umumnya terdiri dari komponen sebagai berikut (Anonimous (a) , 1999):
1. Pintu Pengambilan (Intake/Diversion)
2. Bak Pengendapan (Desilting Tank)
3. Saluran Penghantar (Headrace)
4. Bak Penenang (Forebay)
5. Pipa pesat (Penstock)
6. Gedung Pembangkit (Power House)
7. Saluran Buang (Tailrace)
8. Jaringan Transmisi (Grid Line)
b. Instalasi Daerah Datar
Jenis instalasi untuk daerah datar pada umumnya terdiri dari komponen pokok sebagai berikut (Chandrasekhar, 2002) :
1. Pintu Pengambilan (Intake/Diversion)
2. Saluran Tenaga (Power Canal)
3. Saluran Penghantar (Headrace)
4. Gedung Pembangkit (Power House)
5. Saluran Buang (Tailrace)
6. Jaringan Transmisi (Grid Line)
2. Keuntungan Pembangkit mikrohidro
Beberapa kelebihan mikrohidro dibanding energi terbarukan lain adalah :
Bersih Lingkungan.
Renewable energi ( energi baru dan terbarukan ).
Tidak konsumtif terhadap pemakaian air.
Mudah dioperasikan Biaya operasi rendah.
Tahan Lama (Long Life).
Sesuai untuk daerah terpencil.
Teknologi relatif sederhanan dan sudah kita kuasai..
C. PERMASALAHAN DAN SOLUSI

1. Potensi pembangkit dan beban listrik di Indonesia
Potensi pembangkit listrik mikrohidro di Indonesia sekitar7.500 MW dengan kapasitas terpasang sebesar 200 MW (Mumpuni, 2001).
Menurut data Badan Pusat Statistik (BPS) tahun 2000, sekitar 60 % penduduk Indonesia tinggal di desa terpencil. Jumlah desa di Indonesia sebanyak 58.545 desa, sampai akhir Desember 2000 yang telah memiliki listrik sebanyak 49.155 desa (Anonimous (b) ,2001).
Dengan rasio elektritikasi yang baru mencapai rata-rata 54% maka pembangkit listrik mikrohidro sangat prospektif untuk dikembangkan khususnya di wilayah perdesaan maupun di wilayah yang terpencil yang sukar diakses oleh jaringan transmisi PT PLN (Persero).

Dari gambaran peta pembangkit listrik dan beban yang harus dipenuhi tersebut dapat dianalisa bahwa kapasitas daya terpasang belum sebanding dengan beban puncak yang ada sehingga didapatkan defisit beban puncak sebesar 304,7 Mega Watt.
2. Klasifikasi beban listrik
Dalam melaksanakan kegiatan pendistribusian beban listrik , perusahaan listrik Negara ( PLN ) mengklasifikasi beban pembangkit listrik di terdiri atas :
Instalasi perumahan
Instalasi bisnis / komersial
Instalasi industri
Instalasi lembaga pemerintahan
Instalasi lembaga sosial
Instalasi penerangan jalan
3. Kondisi topografi wilayah Indonesia
Kondisi geografis alam di Indonesia berupa kawasan pegunungan dan daerah datar yang memiliki banyak sumber air dan aliran sungai yang ada , sampai saat ini belum termanfaatkan secara optimal . Padahal kondisi alam yang demikian memiliki potensi yang bagus untuk pengembangan pembangkit listrik mikrohidro.
Kawasan pegunungan dengan kawasan hutan lindungnya terdapat banyak sumber mata air yang mengalir sepanjang tahun. Dan dengan beda tinggi air jatuh ( head ) yang besar akan didapatkan potensi pembangkit mikrohidro daya listrik yang besar pula.
Pada daerah datar yang terdapat aliran sungai maupun irigasi dengan debit air besar , mengalir di tengah – tengah kawasan perkotaan, energi potensial air dapat dipinjam untuk dimanfaatkan sebagai pembangkit mikrohidro.
4. Aplikasi pembangkit mikrohidro skala kecil dan tersebar
Pada daerah pegunungan dimana terdapat pepohonan besar yang tumbuh dengan subur, banyak sekali muncul sumber mata air yang mengalir sepanjang tahun. Mata air tersebut dikumpulkan menjadi satu kedalam sebuah kolam penampung .Kemudian melalui saluran penghantar dan pipa pesat, energi potensial air tersebut digunakan untuk menggerakkan turbin yang berada di rumah pembangkit. Lokasi rumah pembangkit di pilih berada pada tempat yang rendah untuk mendapatkan beda tinggi air jatuh yang besar. Semakin besar beda tinggi air jatuh semakin besar pula potensi daya terbangkit. Oleh generator listrik energi kinetik (gerak) dari turbin air tersebut dirubah menjadi energi listrik. Kemudian energi listrik tersebut dimanfaatkan untuk keperluan penduduk di kawasan pengunungan dan terpencil yang belum terjangkau oleh jaringan listrik PLN.
Pada daerah datar terdapat aliran sungai maupun irigasi yang mempunyai debit air besar dan mengalir di tengah – tengah kawasan perkotaan, pemanfaatan energi potensial air sebagai pembangkit mikrohidro dengan cara membuat saluran air dibelokan ke sebuah tempat dengan elevasi permukaan dataran yang lebih rendah sehingga di dapatkan beda tinggi air jatuh ( head ).
Kemudian air mengalir masuk ke rumah pembangkit yang telah terpasang turbin air dan generator listrik . Aliran air yang dipinjam untuk menggerakkan turbin tersebut kemudian dialirkan kembali ke saluran sungai maupun irigasi. Sehingga tidak menggangu fungsi utama dari sungai dan irigasi tersebut.
Energi listrik yang dihasilkan kemudian dipergunakan mencatu beban listrik pada instalasi penerangan jalan , fasilitas umum maupun instalasi perumahan yang ada di sekitar kawasan sungai maupun saluran irigasi tersebut.
D. PENUTUP
Demikianlah tulisan (paper) ini dibuat semoga dengan adanya pembangkit listrik mikrohidro skala kecil dan tersebar yang memanfaatkan setiap potensi titik air yang ada diharapkan menjadi sebuah solusi untuk mengatasi krisis energi yang melanda negeri tercinta ini.