Oleh Djajusman Hadi
Sesuai dengan kebijakan energi nasional bahwa sasaran dalam jangka panjang, tahun 2025, peranan energi baru dan terbarukan lainnya menjadi lebih dari 5% dari konsumsi energi nasional. Sumber energi yang ramah lingkungan, seperti tenaga air dan sumber energi terbarukan lainnya menjadi prioritas dalam pengembangan energi. Sumber daya energi yang dihasilkan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) sebagai energi yang ramah lingkungan sangat banyak dijumpai di Indonesia. Dalam rangka penyediaan energi untuk pembangunan, energi mikrohidro dapat dimanfaatkan untuk pembangunan di perdesaan sebagai sumber energi alternatif (Imidap, 2009).
PLTMH yang biasa disebut mikrohidro adalah suatu pembangkit listrik kecil yang menggunakan tenaga air dari saluran irigasi, sungai, atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunnya (head, dalam m) dan jumlah debit airnya (m3/detik). Umumnya PLTMH yang dibangun adalah jenis run of river di mana head diperoleh tidak dengan cara membangun bendungan besar, tetapi dengan mengalihkan aliran air sungai ke satu sisi sungai dan menjatuhkannya lagi ke sungai pada suatu tempat di mana beda tinggi yang diperlukan sudah diperoleh. Dengan menggunakan pipa, air dialirkan ke rumah pembangkit yang biasa dibangun di pingir sungai. Melalui nosel, air akan menyemprot keluar dan memutar roda turbin, kemudian air tersebut dikembalikan ke sungai asalnya. Energi mekanik dari putaran poros turbin akan diubah menjadi energi listrik oleh sebuah generator.
Sebuah skema hidro memerlukan dua hal yaitu debit air dan ketinggian jatuh (biasa disebut ‘Head’) untuk menghasilkan tenaga yang bermanfaat. Ini adalah sebuah system konversi tenaga, menyerap tenaga dari bentuk ketinggian dan aliran, dan menyalurkan tenaga dalam bentuk daya listrik atau daya gagang mekanik. Tidak ada sistem konversi daya yang dapat mengirim sebanyak yang diserap, sebagian daya hilang oleh sistem itu sendiri dalam bentuk gesekan, panas, suara dan sebagainya.
Pada pengukuran debit air, sering dihadapkan dengan keterbatasan data dan waktu yang tersedia sehingga pengukuran air sepanjang tahun tidak memungkinkan. Sebagai jalan keluar, pengukuran debit dilakukan pada musim kemarau dengan asumsi debit air yang terukur mendekati kondisi ketersediaan air minimum sepanjang tahun. Pada tahap perencanaan, perhitungan potensi daya suatu lokasi dilakukan pada 70-80% debit air terukur tersebut untuk menjamin ketersediaan air sepanjang tahun. Dengan demikian, konsep PLTMH direncanakan dengan memanfaatkan kondisi debit air minimum sepanjang tahun untuk menjamin PLTMH beroperasi pada output optimum sepanjang tahun.
Untuk mengetahui potensi daya listrik di suatu lokasi diperlukan data mengenai :
debit minimum yang mengalir pada saluran air/sungai
perencanaan debit yang dapat digunakan PLTMH
debit air pada saat banjir
tinggi terjun (beda tinggi/head) yang tersedia.
Potensi daya suatu lokasi dapat dihitung secara sederhana dengan persamaan:
Potensi daya air,
PG = 9,8 . Q . Hg.
PG = Potensi daya (kW)
Q = Debit aliran air (m3/s)
Hg = Head kotor (m)
9,8 = Konstanta gravitasi m/det2
Contoh perhitungan teknisnya yaitu :
• suatu lokasi memiliki tinggi jatuh air = H = 4 meter
• memiliki jumlah air = Q = 1040 liter per detik atau sama dengan 1.04 m3 per detik
• jika percepatan gravitasi = G = 9,8 m per detik2
• efisiensi pembangkitan = E = 74%, maka, Power = P
P = E x Q x H x G kilo Watt
P = 0,74 x 1.04 x 4 x 9,8 kW = 30.16 kW
Beberapa keunggulan mikrohidro jika diterapkan pada daerah terpencil adalah:
• merupakan sumber energi yang ramah lingkungan karena tidak menimbulkan polusi seperti PLTD
• biaya operasi yang murah karena tidak perlu membeli bahan bakar lagi
• mendorong para penduduknya untuk menjaga kelestarian lingkungan
Langkah-langkah yang perlu dilakukan dalam penerapan teknologi PLTMH dalam masyarakat adalah melakukan persiapan dan perencanaan. Tahap persiapan dan perencanaan ini bertujuan untuk melihat potensi alam yang dimiliki oleh suatu daerah juga bertujuan untuk melakukan sosialisasi kepada masyarakat tentang teknologi PLTMH.
Persiapan Peralatan
Karena proyek PLTMH ini biasanya berada di daerah terpencil, maka perlu memersiapkan peralatan-peralatan yang dibutuhkan sebelum para teknisi terjun ke lapangan. Contoh peralatan yang harus disiapkan seperti alat ukur.
Pengukuran
Beberapa hal yang perlu dilakukan pengukuran sebelum melakukan desain instalasi PLTMH adalah:
1. pengukuran laju/debit aliran sungai
2. pengukuran profil atau kontur sungai
3. pengukuran tinggi jatuh (head)
4. pengukuran demografis
Setelah dilakukan pengukuran, dapat ditentukan tempat terbaik untuk membangun PLTMH. Studi topografi akan membantu dalam menentukan lokasi terbaik di mana memungkinkan untuk mendapatkan tinggi jatuh air (head) yang layak. Keadaan kontur tanah yang digambarkan oleh peta topografi sangat membantu dalam membuat tata letak dasar sistem PLTMH. Peta topografi terdiri dari petunjuk dasar skala peta dan garis kontur yang menghubungi titik-titik yang memiliki ketinggian yang sama dalam membuat tata letak dasar PLTMH. Demikian tulisan ini tentang mikrohidro yang penulis angkat. Kiranya bermanfaat untuk dapat dijadikan wacana menuju formulasi yang dapat diimplementasikan.
Penulis bergabung dalam Jejaring Mikrohidro Indonesia, penemu Kincir Air Kaki Angsa, dan Wakil Penyunting Majalah Komunikasi.