Technlogy Microhidro Energy

MIKROHIDRO

Mikrohidro atau yang dimaksud dengan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), adalah suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air. Mikrohidro merupakan sebuah istilah yang terdiri dari kata mikro yang berarti kecil dan hidro yang berarti air. Secara teknis, mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sebagai sumber energi), turbin dan generator. Mikrohidro mendapatkan energi dari aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian tertentu. Pada dasarnya, mikrohidro memanfaatkan energi potensial jatuhan air (head). Semakin tinggi jatuhan air maka semakin besar energi potensial air yang dapat diubah menjadi energi listrik. Di samping faktor geografis (tata letak sungai), tinggi jatuhan air dapat pula diperoleh dengan membendung aliran air sehingga permukaan air menjadi tinggi. Air dialirkan melalui sebuah pipa pesat kedalam rumah pembangkit yang pada umumnya dibagun di bagian tepi sungai untuk menggerakkan turbin atau kincir air mikrohidro. Energi mekanik yang berasal dari putaran poros turbin akan diubah menjadi energi listrik oleh sebuah generator.

Proses Kerja Sistem Microhidro

Mikrohidro bisa memanfaatkan ketinggian air yang tidak terlalu besar, misalnya dengan ketinggian air 2.5 meter dapat dihasilkan listrik 400 watt. Relatif kecilnya energi yang dihasilkan mikrohidro dibandingkan dengan PLTA skala besar, berimplikasi pada relatif sederhananya peralatan serta kecilnya areal yang diperlukan guna instalasi dan pengoperasian mikrohidro. Hal tersebut merupakan salah satu keunggulan mikrohidro, yakni tidak menimbulkan kerusakan lingkungan. Perbedaan antara Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dengan mikrohidro terutama pada besarnya tenaga listrik yang dihasilkan, PLTA dibawah ukuran 200 KW digolongkan sebagai mikrohidro. Dengan demikian, sistem pembangkit mikrohidro cocok untuk menjangkau ketersediaan jaringan energi listrik di daerah-daerah terpencil dan pedesaan. Beberapa keuntungan yang terdapat pada pembangkit listrik tenaga listrik mikrohidro adalah sebagai berikut:

1. Dibandingkan dengan pembangkit listrik jenis yang lain, PLTMH ini cukup murah karena menggunakan energi alam.
2. Memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dioperasikan di daerah terpencil dengan tenaga terampil penduduk daerah setempat dengan sedikit latihan.
3. Tidak menimbulkan pencemaran.
4. Dapat dipadukan dengan program lainnya seperti irigasi dan perikanan.
5. Dapat mendorong masyarakat agar dapat menjaga kelestarian hutan sehingga ketersediaan air terjamin.

Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Cara Kerja Mesin Tenaga Mikrohidro

Prinsip dasar mikrohidro adalah memanfaatkan energi potensial yang dimiliki oleh aliran air pada jarak ketinggian tertentu dari tempat instalasi pembangkit listrik. Sebuah skema mikrohidro memerlukan dua hal yaitu, debit air dan ketinggian jatuh (head) untuk menghasilkan tenaga yang dapat dimanfaatkan. Hal ini adalah sebuah sistem konversi energi dari bentuk ketinggian dan aliran (energi potensial) ke dalam bentuk energi mekanik dan energi listrik. Daya yang masuk (Pgross) merupakan penjumlahan dari daya yang dihasilkan (Pnet) ditambah dengan faktor kehilangan energi (loss) dalam bentuk suara atau panas. Daya yang dihasilkan merupakan perkalian dari daya yang masuk dikalikan dengan efisiensi konversi (Eo).

Pnet = Pgross ×Eo kW

Daya kotor adalah head kotor (Hgross) yang dikalikan dengan debit air (Q) dan juga dikalikan dengan sebuah faktor gravitasi (g = 9.8), sehingga persamaan dasar dari pembangkit listrik adalah :

Pnet = g ×Hgross × Q ×Eo kW

Dimana head dalam meter (m), dan debit air dalam meter kubik per detik (m/s³) Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Beberapa komponen yang digunakan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro baik komponen utama maupun bangunan penunjang antara lain:

1. Dam/Bendungan Pengalih (intake). Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai ke dalam sebuah bak pengendap.
2. Bak Pengendap (Settling Basin). Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.
3. Saluran Pembawa (Headrace). Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.
4. Bak penenang (Forebay). Bak penenang berada di ujung saluran pembawa yang berfungsi untuk mecegah turbulensi air sebelum diterjunkan melalui pipa pesat
5. Pipa Pesat (Penstock). Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah turbin.
6. Turbin. Turbin berfungsi untuk mengkonversi energi aliran air menjadi energi putaran mekanis.
7. Pipa Hisap, (draft tube). Pipa hisap berfungsi untuk menghisap air, mengembalikan tekanan aliran yang masih tinggi ke tekanan atmosfer.
8. Generator. Generator berfungsi untuk menghasilkan listrik dari putaran mekanis.
9. Panel kontrol. Panel kontrol berfungsi untuk menstabilkan tegangan.
10. Pengalih Beban (Ballast load). Pengalih beban berfungsi sebagai beban sekunder (dummy) ketika beban konsumen mengalami penurunan. Kinerja pengalih beban ini diatur oleh panel kontrol.

Penggunaan beberapa komponen disesuaikan dengan tempat instalasi (kondisi geografis, baik potensi aliran air serta ketinggian tempat) serta budaya masyarakat. Sehingga terdapat kemungkinan terjadi perbedaan desain mikrohidro serta komponen yang digunakan antara satu daerah dengan daerah yang lain.

Keunggulan dan Tantangan dari Energi Mikrohidro

Keunggulan

Ada beberapa keunggulan Pembangkit Listrik Tenaga Listrik Mikrohidro Kapiler yang saya sebut Pitulungan (Tujuh Pertolongan), meliputi :

1. Dibandingkan dengan pembangkit listrik jenis yang lain, Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Kapiler (PLTMHK) ini cukup murah karena menggunakan energi alam (air), ditambah lagi sparepart yang mudah di peroleh dipasaran sehingga sangat memungkinkan pemakainya untuk melakukan service berkelanjutan secara instan jika diperlukan.
2. Kontruksinya yang portable dan sederhana, sehingga cocok digunakan di berbagai tempat seperti : daerah terpencil di pedalaman negeri Indonesia ini yang jauh dari sumber air, pemukiman padat penduduk/rumah susun dan juga perusahaan-perusahaan (misalnya, sebagai solusi jaringan listrik untuk tower pemancar jaringan telekomunikasi di pengunungan).
3. Mudah dioperasikan meskipun dengan melihat buku panduan, sehingga lebih tahan lama.
4. Tidak menimbulkan pencemaran.
5. Dapat dipadukan dengan program pemeliharaan ikan untuk memperindah derah sekitar.
6. Besarnya daya setara dengan PLN dan dapat di sesuaikan dengan kebutuhan.
7. Tidak mengeluarkan biaya bulanan seperti listrik konvensional, karena dapat menjadi milik pribadi atau kelompok yang menghendaki. Namun apabila ada pihak ketiga yang ingin menjadi rekanan kami, dapat juga menggunakannya sebagai aset pribadi yang dapat menjadi peluang bisnis. Tentunya dengan memperbesar volume, ketinggian dan memperpanjang lintasan air ke turbin, sehingga daya yang dihasilkannya-pun dapat digunakan untuk mengaliri listrik satu Desa/kampung.

Tantangan

Meski dengan seabrek keunggulan yang dimilikinya, tak dapat kita pungkiri tetap saja inovasi ini masih memiliki beberapa kekurangan yang wajar, seperti :

1. Jika belum dipatenkannya produk, barang tentu banyak peminat yang akan meretas dan menduplikatnya.
2. Bagi perumahan yang sama sekali tidak memiliki lahan lebih, maka seandainya menghendaki penggunaan konsep ini harus dibuat diatas atab, tentunya dengan syarat kontruksi atab adalah beton atau cor, sehingga ketika akan didirikan PLTH Kapiler akan kuat dan tahan lama.
3. Belum adanya tandon air dan pipa dengan spesifikasi khusus seperti yang kita harapkan, sehingga dalam jangka waktu tertentu tandon air yang dipakai jika menggunakan drum seng/plat akan dapat berkarat, begitu juga dengan pipa, apabila belum ada pipa dengan dimensi dan bentuk khusus lahan yang di gunakan relatif lebih luas. (misal, apabila dengan pipa khusus lahan yang di butuhkan hanya sekitar 1,5 x 2 m, namun ketika kita masih memakai pipa pabrikan standar yang di jual di toko-toko lahan yang diperlukan sekitar 1,5 x 5 m).