Makalah ini membahas pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH) dengan menjelaskan pengertian mikrohidro, prinsip kerja PLTMH yang memanfaatkan beda ketinggian air untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik, perhitungan kapasitas daya PLTMH, serta komponen-komponen pokok PLTMH seperti bendungan, saluran air, turbin, dan generator.

1. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO
Diajukan sebagai Tugas
Mata kuliah
ENERGI TERBARUKAN DAN SMARTGRID
Disusun oleh :
NUR FITRYAH
062.13.009
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TRISAKTI
JAKARTA
2015

2. 2
KATA PENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan kepada Allah SWT serta Nabi Muhammad SAW karena
penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “ Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro”.
Penulis menulis makalah ini bertujuan untuk memenuhi tugas pertama dalam mata kuliah Energi
Terbarukan dan Smartgrid.
Dalam penyelesaian penulisan makalah ini, penulis mendapat arahan dan bantuan dari
banyak pihak. Oleh karena itu, penulis menghaturkan terima kasih kepada semua pihak yang
membantu penulis untuk menyelesaikan makalah ini.
Segala usaha telah dilakukan untuk menyempurnakan makalah ini, namun penulis
menyadari bahwa makalah ini memungkinkan untuk ditemukannya kesalahan atau kekurangan.
Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang dapat dijadikan masukan guna
perbaikan di masa mendatang.
Jakarta, 25 Mei 2015
Penulis
Nur Fitryah

3. 3
DAFTAR ISI
Kata Pengantar...............................................................................................................2
Daftar Isi........................................................................................................................3
BAB I. PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang.............................................................................................4
I.2. Rumusan Masalah........................................................................................4
I.3. Tujuan Penulisan..........................................................................................4
I.4. Metodologi Penulisan...................................................................................4
BAB II. PEMBAHASAN
II.1. Mikrohidro………………………………………......................................5
II.2. Prinsip Kerja……………...……................................................................7
II.3. Perhitungan Teknis……………………………………………………….9
II.4. Perencanaan PLTMH…………………………………………………….9
II.3. Kelebihan dan Kekurangan PLTMH..........................................................10
BAB III. PENUTUP
KESIMPULAN.................................................................................................11
VIDEO………………………………………………………………………...11
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................11

4. 4
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. LATAR BELAKANG
Kita mengetahui bahwa Indonesia adalah Negara agraris, dimana terdapat banyak aliran
sungai untuk mengairi lading tanaman yang dirawat. Selain itu, Indonesia mempunyai banyak
gugusan pegunungan yang dapat mengaliri mata air, sebagai sumber air sungai. Aliran sungai
dari pegunungan tersebut dapat dimanfaatkan sebagai penggerak mula dari Pembangkit Listrik
Tenaga Mikrohidro (PLTMH). PLTMH dapat dimanfaatkan karena masih banyak daerah
terpencil yang belum terdistribusi listrik dari PLN. Maka dari itu, PLTMH dapat dimanfaatkan
oleh masyarakat yang membutuhkan dan mau mengolahnya.
I.2. RUMUSAN MASALAH
Yang menjadi rumusan masalah pada makalah ini adalah
1. Apakah pengertian dari Mikrohidro?
2. Bagaimanakah prinsip kerja PLTMH?
3. Apa kelebihan dan kekurangan dari PLTMH?
I.3. TUJUAN PENULISAN
Tujuan ditulisnya makalah ini selain untuk memenuhi tugas ketiga pada maka kuliah
Energi Terbarukan dan Smartgrid, penulis berharap makalah ini dapat menjadi acuan untuk
pembaca bahwa pembangkit listrik tenaga mikrohidro dapat diterapkan di Indonesia karena
Negara Indonesia termasuk Negara Agraris, artinya banyak aliran sungai yang dapat
dimanfaatkan untuk membangun Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro, sehingga pedesaan
yang sulit dijangkaupun dapat memakai listrik sebagai kebutuhan sehari-hari.
I.4. METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi penulisan yang digunakan dalam penulisan makalah ini adalah berupa study
literature. Pada makalah ini literature yang digunakan berasal dari internet, dengan cara
melakukan pencarian pada Search Engine (GOOGLE) mengenai pembangkit listrik tenaga
biogas.

5. 5
BAB II
PEMBAHASAN
II.1. 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), turbindan generator. Mikrohidro mendapatkan energi dari
aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian tertentu. Pada dasarnya, mikrohidro
memanfaatkan energi potensial jatuhan air (head). Sebuah PLTMH adalah sebuah sistem
pembangkit listrik yang memanfaatkan tenaga air sebagai sumber energi primernya dan memiliki
komponen-komponen paling tidak adalah sebagai berikut:
1. Bangunan intake dan bendung serta perlengkapannya
2. Bangunan pengendap pertama serta perlengkapannya
3. Saluran pembawa serta perlengkapannya
4. Bangunan pengendap kedua dan forebay serta perlengkapannya
5. Penstok serta perlengkapannya atau draft tube
6. Rumah turbin (Power House)
7. Turbin Air dan sistem transmisi mekaniknya
8. Kontrol beban dan atau kontrol turbin serta variasinya
9. Generator Listrik
10. Sistem jaringan dan distribusi listrik dan
11. Sistem keselamatan dalam semua komponen di atas.
12. Sambungan rumah hingga pada pembatas atau meter.
Jenis turbin tidak dibatasi, namun penggunaan kincir air serta pemanfaatan energi air tanpa
tekanan tidak dimasukkan dalam definisi sistem PLTMH. Instalasi di dalam rumah
tidak dimasukkan sebagai komponen peralatan PLTMH.

6. 6
 Mercu Bendung (Wier)
Bangunan yang berada melintang
sungai yang berfungsi untuk
membelokkan arah aliran air
 Bangunan Pengambilan
(Intake) Bangunan yang berfungsi
mengarahkan air dari sungai
masuk ke dalam Saluran
Pembawa (Headrace).
 Bak Penangkap Pasir
(Sand Trap) dapatmenjadi satu
(terintegrasi) dengan bangunan
ini.
 Saluran Pembawa
(Headrace) Bangunan yang
berfungsi mengalirkan/membawa
air dari Intake ke Forebay.
 Headrace dapat juga
terbuat dari pipa.
 Bak Penampungan
(Forebay) Bangunan yang
mempunyai potonganmelintang
(luas penampang basah) lebih besar dari Headrace yang berfungsi untukmemperlampat aliran air.
 Saringan (Trash Rack) Terbuat dari plat besi yang berfungsi menyaring sampah-sampah
atau puing-puing agar tidakmasuk ke dalam bangunan selanjutnya.
 Trash Rack diletakkan pada posisi melintang di bangunan Intake atau Forebay dengan
kemiringan 65 - 75º
 Saluran Pembuangan (Spillway) Bangunan yang memungkinkan agar kelebihan air di
dalam Headrace untukmelimpah kembali ke dalam sungai.
 Pipa Pesat (Penstock) Pipa bertekanan yangmembawa air dari Forebay ke dalam Power
House.
 Rumah Pembangkit (Power House) Bangunan yang di dalamnya terdapat turbin,
generator dan peralatan control.
 Tailrace Saluran yang berfungsi mengalirkan/membawa air dari turbin kembali ke sungai.
 Jaringan Transmisi Terdiri dari tiang, kabel dan aksesoris lainnya (termasuk trafo; jika
diperlukan) yang berfungsi mengalirkan energi listrik dari Power House ke konsumen (rumah-
rumah dan pabrik).
Secara umum pemilihan peralatan Elektro Mekanik mengacu kepada table berikut ini.
Ketentuan umum yang berlaku untuk spesifikasi atau konfigurasi di atas antara lain
adalah:

7. 7
1. Peralatan sesuai dengan potensi yang ada di lokasi
2. Diutamakan menggunakan peralatan produksi lokal
3. Kerumitan peralatan disesuaikan dengan kemampuan sumber daya operator
4. Cost effective
5. Berkualitas tinggi dan handal
6. Khusus untuk Generator Sinkron harus sesuai standar yang berlaku
Pedoman teknis cara uji Generator Sinkron dapat mengacu kepada SNI 04-1077-1989.
II.2. PRINSIP KERJA
Secara teknis PLTMH memiliki tiga komponen utama yaitu air (hydro), turbin, dan
generator. Prinsip kerja dari PLTMH sendiri pada dasarnya sama dengan PLTA hanya saja
berbeda kapasitasnya atau besarnya. PLTMH pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian
atau sudut kemiringan dan jumlah debit air per detik yang ada pada saluran irigasi, sungai,
maupun air terjun. Aliran air akan memutar turbin sehingga akan menghasilkan energi mekanik.
Energi mekanik turbin akan memutar generator dan generator menghasilkan listrik. Skema
prinsip kerja PLTMH dapat dilihat pada gambar berikut :
Pembangunan PLTMH perlu
diawali dengan pembangunan
bendungan untuk mengatur aliran
air yang akan dimanfaatkan
sebagai tenaga penggerak
PLTMH. Bendungan ini perlu
dilengkapi dengan pintu air dan
penyaring sampah (filter) untuk
mencegah masuknya kotoran maupun endapan lumpur. Bendungan sebaiknya dibangun pada
dasar sungai yang stabil dan aman terhadap banjir. Di dekat bendungan dibangun bangunan
pengambil (intake), kemudian dilanjutkan dengan pembuatan saluran pembawa yang berfungsi
mengalirkan air dari intake. Saluran ini dilengkapi dengan saluran pelimpah pada setiap jarak
tertentu untuk mengeluarkan air yang berlebih. Saluran ini dapat berupa saluran terbuka atau
tertutup. Di ujung saluran pelimpah dibangun kolam pengendap. Kolam ini berfungsi untuk

8. 8
mengendapkan pasir dan menyaring kotoran sehingga air yang masuk ke turbin relatif bersih.
Saluran ini dibangun dengan cara memperdalam dan memperlebar saluran pembawa dan
menambahnya dengan saluran penguras.
Bak penenang / bak penampungan juga dibangun untuk menenangkan aliran air yang akan
masuk ke turbin dan mengarahkannya masuk ke pipa pesat. Bak ini dibuat dengan konstruksi
beton dan berjarak sedekat mungkin ke rumah turbin untuk menghemat pipa pesat. Pipa pesat
berfungsi mengalirkan air sebelum masuk ke turbin. Dalam pipa ini, energi potensial air di kolam
penenang diubah menjadi energi kinetik yang akan memutar roda turbin. Biasany a terbuat dari
pipa baja yang dirol, lalu dilas. Untuk sambungan antar pipa digunakan flens. Pipa ini harus
didukung oleh pondasi yang mampu menahan beban statis dan dinamisnya. Pondasi dan dudukan
ini diusahakan selurus mungkin, karena itu perlu dirancang sesuai dengan kondisi tanah.
Turbin, generator dan sistem kontrol masing-masing diletakkan dalam sebuah rumah yang
terpisah. Pondasi turbin-generator juga harus dipisahkan dari pondasi rumahnya. Tujuannya
adalah untuk menghindari masalah akibat getaran. Rumah turbin harus dirancang sedemikian
agar memudahkan perawatan dan pemeriksaan. Setelah keluar dari pipa pesat, air akan
memasuki turbin pada bagian inlet. Di dalamnya terdapat guided vane untuk mengatur
pembukaan dan penutupan turbin serta mengatur jumlah air yang masuk ke runner/blade
(komponen utama turbin). Runner terbuat dari baja dengan kekuatan tarik tinggi yang dilas
pada dua buah piringan sejajar. Aliran air akan memutar runner dan menghasilkan energi kinetik
yang akan memutar poros turbin. Energi yang timbul akibat putaran poros kemudian
ditransmisikan ke generator. Seluruh sistem ini harus balance, turbin harus dilengkapi casing
yang berfungsi mengarahkan air ke runner. Pada bagian bawah casing terdapat pengunci turbin.
Bantalan (bearing) terdapat pada sebelah kiri dan kanan poros dan berfungsi untuk meny angga
poros agar dapat berputar dengan lancar.
Daya poros dari turbin ini harus ditransmisikan ke generator agar dapat diubah menjadi energi
listrik. Generator yang dapat digunakan pada mikrohidro adalah generator sinkron dan generator
induksi. Sistem transmisi daya ini dapat berupa sistem transmisi langsung (daya poros langsung
dihubungkan dengan poros generator dengan bantuan kopling), atau sistem transmisi daya tidak
langsung, yaitu menggunakan sabuk atau belt untuk memindahkan daya antara dua poros
sejajar. Keuntungan sistem transmisi langsung adalah lebih kompak, mudah dirawat, dan
efisiensinya lebih tinggi. Tetapi sumbu poros harus benar-benar lurus dan putaran poros
generator harus sama dengan kecepatan putar poros turbin. Masalah ketidaklurusan sumbu dapat

9. 9
diatasi dengan bantuan kopling fleksibel. Gearbox dapat digunakan untuk mengoreksi rasio
kecepatan putaran. Sistem transmisi tidak langsung memungkinkan adanya variasi dalam
penggunaan generator secara lebih luas karena kecepatan putar poros generator tidak perlu sama
dengan kecepatan putar poros turbin. Jenis sabuk yang biasa digunakan untuk PLTMH skala
besar adalah jenis flat belt, sedang V-belt digunakan untuk skala di bawah 20 kW. Komponen
pendukung yang diperlukan pada sistem ini adalah pulley, bantalan dan kopling. Listrik yang
dihasilkan oleh generator dapat langsung ditransmisikan lewat kabel pada tiang-tiang listrik
menuju rumah konsumen.
II.3. PERHITUNGAN TEKNIS
Kapasitas daya yang dibangkitkan PLTMH dapat dihitung dengan persamaan :
P = 9,8 . Q . Hn . η
dimana
P = daya (Watt)
Q = debit aliran (m3/s)
Hn = beda ketinggian (m)
9,8 = konstanta gravitasi
η = efisiensi keseluruhan
II.4. PERENCANAAN PLTMH
Tahap pertama perancangan PLTMH adalah studi awal. Studi ini diawali dengan survey
lapangan untuk memperoleh data primer mengenai debit aliran dan head (beda ketinggian).
Debit aliran dapat diukur dengan metode konduktivitas atau metode Weir. Berdasarkan data
tersebut dapat dihitung perkiraan potensi daya awal. Data lapangan sebaiknya diambil beberapa
kali pada musim yang berbeda untuk memperoleh gambaran yang tepat mengenai potensi daya
dari aliran air tersebut.
Selain itu, perlu dicari data pendukung, yaitu: kondisi air (keasaman, kekeruhan, serta kandungan
pasir atau lumpur), keadaan dan kestabilan tanah di lokasi bangunan sipil, serta ketersediaan

10. 10
bahan, transportasi dan tenaga trampil (operator). Setelah survey lapangan, tahap perancangan
selanjutnya adalah pemilihan lokasi dan penentuan dimensi utama, pembuatan analisis
keunggulan dan kelemahan setiap alternatif pilihan, pembuatan sketsa elemen utama, penentuan
tipe serta kapasitas turbin dan generator yang akan digunakan, penentuan sistem kontrol sistem
(manual/otomatis), perancangan jaringan transmisi dan distribusi serta perancangan sistem
penyambungan ke rumah-rumah.
Sebelum membangun PLTMH di suatu tempat perlu diketahui dahulu rencana PLN untuk daerah
yang bersangkutan, kebutuhan listriknya, rencana penggunaan daya listrik dan faktor bebannya,
studi kelayakan ekonomi serta kesiapan lembaga pengelola. Setelah semua studi yang diperlukan
siap dan layak, dilakukan proses disain yang lebih lebih rinci, yaitu: pembuatan detail gambar
teknik, penentuan spesifikasi teknis secara jelas, peny usunan jadwal kegiatan, penghitungan
biaya setiap komponen serta penyiapan pengurus yang akan mengelola PLTMH. Jika seluruh
disain ini telah siap maka pembangunan PLTMH dapat dimulai.
II.5. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PLTMH
Kekuatan PLTMH
 Potensi energi air yang sangat melimpah
 Mampu beroperasi hingga lebih dari 15 tahun
 Teknologi ramah lingkungan
 Merupakan energi terbarukan
 Biaya investasi sangat ekonomis
Kelemahan PLTMH
 Kapasitas listrik yang dihasilkan bergantung pada debit aliran dan ketinggian air, sehingga
pada saat musim kemarau debit air akan menurun, secara otomatis kapasitas pembangkitan juga
akan menurun.
 Kapasitas pelanggan terbatas, tergantung dari kapasitas PLTMH, apabila kelebihan maka
kualitas listrik akan menurun.
 Pengguna tidak boleh terlalu jauh dari PLTMH karena apabila terlalu jauh maka akan
banyak kehilangan daya transfer nya akibat rugi-rugi daya pada penghantar (max 2 km dari
PLTMH).

11. 11
BAB III
PENUTUP
KESIMPULAN
Dapat disimpulkan bahwa Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro dapat digunakan
secara komersial karena Indonesia adalah Negara Agraris , sehingga banyak sungai yang dapat
diolah dengan pemerintah atau masyarakat setempat untuk membangun Pembangkit Listrik
Tenaga Mikrohidro (PLTMH). Pembangunannya tidak menghabiskan banyak biaya, sehingga
dapat memperbanyak pembangkit listrik yang menjangkaun daerah yang belum tersentuh oleh
PLN dan mengecilkan jumlah banyaknya pemadaman oleh PLN. Selain itu, setiap desa dapat
mengadakan pembangunan secara mandiri, karena sumber energy listrik tidak bergantung
kepada beberapa pembangkit yang sekarang beroperasi.
VIDEO
https://www.youtube.com/watch?v=0zIjBsM2aiA
DAFTAR PUSTAKA
http://ezkhelenergy.blogspot.com/2013/11/pembangkit-listrik-tenaga-microhydro.html . Diakses
pada tanggal 25 Mei 2015
http://energitakterbatas.blogspot.com/2013/03/pembangkit-listrik-tenaga-mikro-hidro.html .
Diakses pada tanggal 25 Mei 2015