1. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-1 -
Bab 4 PERENCANAAN
4.1 Sistem Layout
Terdapat tiga kemungkinan rute saluran air yang ditunjukkan pada Gambar 4.1.1.
Pilihan “penstock pendek” dalam banyak kasus akan menjadi pilihan utama untuk
skema yang paling ekonomis, tetapi ini bukan kasus yang dibutuhkan.
Perhatikan bahwa saluran dapat menjadi pendek untuk menghindari resiko dan biaya konstruksi melintasi
lereng yang curam.
Gambar 4.1.1. Beberapa Pilihan Saluran Air dan Penstock
Pertimbangan setiap pilihan adalah sebagai berikut:
(1) Penstock Pendek
Disini penstock pendek tetapi saluran airnya
panjang. Saluran air yang panjang akan
membuka peluang halangan yang beresiko
tinggi, atau akan menyebabkan mudahnya
terjadi keruntuhan atau kerusakan sebagai
akibat kurangnya pemeliharaan yang baik.
Pemasangan saluran air yang melewati lereng
yang curam mungkin sulit dan mahal, atau
bahkan tidak mungkin.
Pipa pesat panjang
Saluran air
Pipa pesat menengah
Pipa pesat pendek

2. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-2 -
Resiko dari lereng curam yang longsor membuat penggunaan penstock yang pendek
merupakan pilihan yang tidak dapat diterima, karena pengoperasian proyek dan biaya
pemeliharaan dari skema menjadi sangat besar, dan lebih besar dari manfaat yang
diharapkan pada saat pengadaan awal.
(2) Penstock panjang
Dalam kasus ini penstock mengikuti arus
aliran sungai. Tatanan seperti ini diperlukan,
karena tidak ada tanah datar untuk
membangun saluran air, tentu saja tindakan
pencegahan harus diambil. Satu hal yang
paling penting adalah memastikan waktu
banjir musiman dari sungai yang dipakai,
tidak akan merusak penstock. Merupakan
suatu hal yang selalu penting untuk
diperhitungkan adalah mengkalkulasi diameter
yang paling ekonomis dari penstock; pada kasus dari sebuah penstock panjang,
mengkalkulasi diameter penstock menjadi hal penting yang sangat utama, karena biaya
yang dikeluarkan akan menjadi tinggi.
(3) Penstock menengah
Penstock menengah akan memerlukan biaya
yang lebih besar daripada penstock pendek,
tetapi dapat menghemat biaya yang
dikeluarkan untuk membangun saluran air
yang melewati lereng yang curam dengan
aman. Walaupun pembelian awal dan biaya
pembangunan lebih besar, tetapi penstock ini
merupakan pilihan yang dianjurkan bila ada
tanda-tanda ketidakstabilan di lereng yang
curam.

3. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-3 -
4.2 Bahan dan Faktor Kunci untuk Perencanaan
4.2.1 Hidrograph dan Kurva Durasi Aliran
Hidrograph menunjukkan bagaimana aliran air bervariasi dalam satu tahun, dan juga
dari hidrograph kita bisa melihat berapa banyak bulan dalam setahun suatu aliran
mengalami kenaikan.
Gambar 4.2.1 Contoh dari Hidrograph
Informasi yang sama dapat diperoleh di “ Kurva Durasi Aliran” untuk arus. Cara
mudah mengkonversikan hidrograph menjadi “Kurva Durasi Aliran” adalah dengan
mengambil semua data aliran dalam beberapa tahun, kemudian meletakkan grafik yang
paling tinggi di sebelah paling kiri kemudian diikuti dengan grafik yang lebih rendah
secara terus menerus ke sebelah kanan.
Gambar 4.2.2 Sebuah contoh Kurva Durasi Aliran
0 100 200 300 365
AliranSungai(m3
/s)
Hari

4. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-4 -
Kurva durasi aliran sangat berguna karena aliran tenaga pembangkit dapat digambarkan
oleh kurva itu, sehingga dapat dibaca dengan mudah jumlah waktu dalam tahun, bahwa
jumlah daya tertentu dapat diperoleh. Alat ini merupakan alat yang sangat berguna, yang
memberikan beberapa pilihan ukuran turbin yang akan dibuat dan indikasi variable
aliran yang akan digunakan untuk turbin dan indikasi faktor batasan yang akan
menghasilkan pilihan ukuran turbin
4.2.2 Plant Factor and Load Factor
(1) Plant Factor
Plant Factor merupakan bagian yang sangat penting dalam perencanaan tenaga hidro.
Plant Factor didefinisikan sebagai persamaan dibawah ini:
Plant Factor : %
24365××mak
pertahun
P
Ge
dan
Plant Factor dari aliran :
mak
ratarata
Q
Q −
atau
%
4.2.3gambarpadaD-C-B-ADaerah
4.2.3gambarpadaD-C-c-b-AdariDaerah
Dengan:
Gepertahun : Kemungkinan pembangkitan listrik pertahun (kWh)
Pmak : Maksimum output (kW)
Qrata-rata : Rata-rata debit air yang kurang dari Qmak (m3
/s perhari)
Qmaks : Maksimum debit air
Dalam kasus debit air sungai pada perencanaan tenaga air, plant factor optimal dapat
diketahui melalui interval.
Untuk mikrohidro : 80 ~ 100 %
Untuk skala kecil : 45 ~ 65 %

5. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-5 -
(2) Load Factor
Definisi “Load Factor” kadang-kadang diartikan secara salah sebagai plant factor
seperti definisi di sini.
Produksi listrik tahunan yang diserap fasilitas konsumen
Load Factor = (%)
Kemungkinan produksi listrik tahunan
Suatu aturan kunci dalam perencanaan untuk perencanaan skema mikrohidro adalah
“Ambil kemungkinan terbesar pada Load Factor”
Gambar 4.2.3 Qrata-rata dan Qmak untuk Plant Factor pada aliran
0 100 200 300 365
AliranSungai(m3
/s)
Hari
A B
C
b
c
Qmax
D

6. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-6 -
4.3 Pemilihan lokasi untuk struktur sipil utama
4.3.1 Lokasi Intake
Pemilihan lokasi dari intake ditentukan dengan pertimbangan dari kondisi yang
digambarkan dibawah ini. Perhatian yang sangat besar harus diambil pada seleksi ini
untuk pembangunan pembangkit tenaga air skala kecil seperti biaya dari fasilitas intake
yang secara signifikan menentukan keekonomisan proyek pembangunan.
(1) Jalur saluran air sungai
Tidak hanya untuk pembangkitan tenaga air skala kecil, tetapi juga untuk semua tipe
aliran sungai, seleksi ini dilakukan pada saluran sungai yang akan dibangun suatu
perlindungan yang sebaik mungkin untuk memastikan agar air yang diambil dalam
kondisi yang stabil dan terjamin dan juga untuk menjaga dari pengikisan air sungai.
(2) Stabilitas pada lereng bukit yang curam
Keadaan tanah atau lereng yang tidak stabil dekat dengan daerah tempat dam intake
berpengaruh pada fungsi air karena berhubungan dengan sediment yang kurang baik.
Pertimbangan yang cukup, bagaimanapun, harus diambil untuk mempertimbangkan
kestabilan dari sisi bukit sebagai bagian dari proses pemilihan lokasi intake.
(3) Penggunaan konstruksi sipil yang ada seperti jalan di pedesaan dan fasilitas
intake yang dipakai untuk pertanian, dll.
Dalam kasus pembangunan pembangkit listrik tenaga air skala kecil, penggunaan
konstruksi sipil yang telah tersedia seperti jalan di pedesaan, fasilitas intake yang
dipakai untuk pertanian dan saluran irigasi, dll. dapat dipertimbangkan untuk
memberikan kontribusi dalam mengurangi biaya pembangunan. Pemikiran yang
hati-hati harus dilakukan dalam pemilihan lokasi agar dapat memanfaatkan fasilitas
konstruksi sipil yang sudah tersedia.

7. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-7 -
(4) Penggunaan topografi alami seperti kolam dll.
Penggunaan kealamian kolam untuk intake air adalah memberikan kefektifan yang
cukup tinggi, tidak hanya dalam mengurangi biaya, tetapi juga membantu menjaga
kelestarian alam disekitarnya, termasuk tata ruang sisi sungai dan ekosistem sungai.
Ketika merencanakan menggunakan topografi yang alami, bagaimanapun, analisis
kelayakan dari isue-isue berikut adalah penting:
• Keberlanjutan dari kolam, dll.
• Metode pergerakan sedimentasi.
(5) Level volume yang diambil dan level banjir
Pada umumnya dam intake dibangun pada bagian sempit yang dekat dengan sungai
untuk mengurangi biaya dari bagian utama dam intake yang digunakan untuk
mengambil air. Akan tetapi, perlu menjadi catatan bahwa pemilihan lokasi pada suatu
bagian yang sempit tidak terlalu diperlukan untuk pembangkit tenaga air skala kecil,
karena beberapa alasan dibawah ini:
• Dalam kasus metode intake tipe tyrolean, panjang dari arah bagian melintang harus
sesuai dengan volume yang akan diambil (0.1 m3
/s air mengalir per 1 m panjang)
• Ketika dam dibangun pada bagian yang sempit, level banjir pada bagian itu menjadi
lebih tinggi tak terelakkan, sehingga diperlukan daerah bagian melintang dari dam
diperbesar sesuai dengan perbesaran dari ketinggian dan panjang dari dinding
perlindungan untuk memastikan kestabilan dari dam itu sendiri.
(6) Kondisi tempat untuk penempatan bak pengendap dan saluran air, dll.
Lokasi intake yang diambil harus sesuai dengan kondisi tempat yang diinginkan untuk
intake, bak pengendap, dan lainnya sebagai pertimbangan tambahan untuk kondisi yang
diinginkan untuk dam. Banyak struktur saluran air yang dibangun sebagai tipe ground
dalam kasus pembangkit tenaga air skala kecil. Merupakan hal yang penting untuk
mempertimbangkan dengan hati-hati keadaan topografi dan geologi dari daerah yang
dilalui rute saluran air.

8. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-8 -
(7) Keberadaan penggunaan air sungai dalam mengurangi debit air
Jika air intake untuk pertanian atau tujuan lain mengambil tempat yang potensial dalam
mengurangi debit air, penggunaan air sungai untuk pembangkit listrik akan berpengaruh
pada pemakaian yang telah ada dari air sungai. Penggunaan air sungai yang ada, walau
bagaimanapun, seharusnya diteliti lebih jauh.
(8) Keberadaan penampakkan bagian belakang air
Jika terdapat beberapa penampakkan, seperti jalan dan tanah pertanian, dll pada dataran
rendah sepanjang hulu ke daerah dam, maka jalan, daerah pertanian, dll akan
dipengaruhi oleh kenaikan permukaan air. Oleh karena itu, diperlukan sekali untuk
memilih lokasi dari dam intake sehingga menghindari penampakkan ini.
Jika lokasi untuk dam intake berada dalam lokasi yang dipengaruhi oleh penampakkan
yang ada, maka daerah geografisnya dapat dipengaruhi oleh genangan air tergantung
pada konstruksi dari dam intake, sehingga harus diklarifikasi dengan perhitungan yang
sesuai. Adalah juga akan diperlukan untuk membangun dinding pelindung untuk
melindungi penampakkan yang ada dan fasilitas-fasilitas untuk menyalurkan aliran
dalam yang dihasilkan oleh dinding pelindung.
4.3.2 Rute Saluran Air
(1) Topografi dari rute
Sebagai saluran air untuk sebuah pembangkit skala kecil, cenderung untuk memiliki
bangunan yang terbuka, seperti sebuah saluran air terbuka atau tertutup, sebuah survei
yang hati-hati dari topografi dari area yang dilalui adalah lebih perlu daripada kasus
sebuah saluran air tipe terowongan. Ketika sebuah saluaran terbuka dibangun pada
sebuah lereng bukit yang curam, maka hal yang perlu menjadi perhatian adalah gradient
kemiringan dari daerah yang dilewati. Jika lembah atau punggung bukit berada di
daerah yang dilewati, maka rute di lapangan harus diseleksi setelah meneliti jalan yang
sesuai untuk melewatinya (pipa untuk daerah lembah, penggalian terbuka atau
gorong-gorong untuk bagian punggung bukit).

9. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-9 -
(2) Kestabilan tanah pada daerah yang dilewati
Terdapat banyak kejadian penimbunan saluran karena longsornya lereng bukit pada
kasus saluran tipe ground, kestabilan tanah pada area yang dilewati harus diperiksa
dengan hati-hati.
(3) Penggunaan struktur yang telah tersedia, termasuk jalan dan saluran irigasi.
Pemilihan dari rute saluran air sepanjang jalan yang telah tersedia dan saluran irigasi
yang telah tersedia mempunyai banyak keuntungan untuk mengurangi biaya,
memperbaiki kemampuan kerja dan membuat relatif lebih mudah untuk mengevaluasi
kestabilan lereng. Bagaimanapun, hal-hal berikut ini harus diambil dalam pertimbangan
untuk penggunaan dari bangunan yang telah ada:
• Perawatan fungsi jalan
• Pengamanan kuantitas air untuk irigasi dan metode pengalihan air
4.3.3 Lokasi dari bak penenang
(1) Keadaan topografi dan geologi
Bak penenang sering diletakkan pada bagian punggung yang secara umum terlihat
tinggi seperti muncul menonjol dari bagian tanah stabil yang terdiri dari batuan keras,
dll. dan kemungkinan mengurangi jumlah dari kerja penggalian, termasuk untuk
penstock, adalah tawaran kondisi menguntungkan untuk pemilihan.
Lokasi bak penenang pada pembangkit tenaga air skala kecil pada dasarnya cenderung
dipertimbangkan pada kondisi ini, tetapi perlu menjadi catatan bahwa penempatan bak
penenang pada punggung bukit tidak cukup sesuai pada beberapa kasus dibawah ini:
• Pada kasus dimana tingkat konsolidasi secara umum rendah dan kestabilan tanah di
bagian punggung bukit terlihat relatif rendah karena pemotongan/penggalian yang
terlalu dalam pada bagian bukit.
• Kurang sensitifnya alat yang digunakan, volume air yang besar, dan tempat air yang
kecil pada bak penenang menyebabkan level air pada bak berfluktuasi semakin
besar menjadi fluktuasi beban, sehingga mengakibatkan gangguan pada operasi
yang sudah berjalan lancar. Pada beberapa kasus, akan menjadi lebih mudah untuk

10. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-10 -
memberikan tempat yang cukup air untuk bak penenang jika bak ditempatkan pada
bagian yang relatif datar daripada ditempatkan pada bagian punggung bukit.
(2) Mengurangi hubungan dengan muka air tanah yang lebih tinggi
Sebuah saluaran pelimpah untuk sebuah pembangkit listrik skala kecil mungkin dapat
dihilangkan. Bagaimanapun, jika sebuah saluran pelimpah untuk bak penenang
digunakan, maka metode untuk berhubungan dengan muka air tanah yang lebih tinggi
posisinya harus secara hati-hati diperiksa. (Ada beberapa laporan dari tanah yang
terkikis karena ketidakberadaan saluran pelimpah pada bak penenang).
Pemasangan sebuah saluran pelimpah yang dipararel dengan penstock diharapkan tidak
menimbulkan masalah yang besar tetapi keluaran air secara langsung dengan
kelebihan air dan sedimen didalam bak penenang dengan air terjun atau kemiringan
lereng bukit memerlukan pemeriksaan secara hati-hati pada titik keluaran airnya, profil
seperti bagian potongan melintang dan peralatan yang spesifik diperlukan untuk
menjaga dari pengikisan tanah karena kelebihan keluaran air atau kesalahan manusia
yang disebabkan perubahan level air yang sangat cepat dalam mengurangi bagian
keluaran.
Pada kasus pembangkit listrik tenaga air skala kecil, fungsi kombinasi dari penempatan
bak pengendap dan bak penenang dapat memperbaiki keekonomisan secara keseluruhan
dari pembangkit listrik dan, oleh karena itu, penggunaan bak penenang yang diinginkan
harus diperiksa secara hati-hati pada tahap perencanaan.
4.3.4. Rute penstock
Rute penstock dapat diseleksi berdasarkan hal-hal dibawah ini:
(1) Kemiringan hydraulic
(2) Topografi daerah yang dilewati
(3) Stabilitas tanah dari daerah yang dilewati
(4) Penggunaan jalan yang telah tersedia dan lainnya

11. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-11 -
Sebagai catatan untuk pemilihan rute penstock pada dasarnya sama dengan pemilihan
untuk rute pada saluran air tetapi hubungan dengan kemiringan hydraulic harus secara
hati-hati diperiksa.
Rute penstock harus didisain untuk memastikan keamanan internal yang berlawanan
secara spesifik seperti tekanan external dan ini merupakan kondisi mutlak bahwa profil
dari rute penstock harus berada dibawah minimum garis kemiringan hydraulic, seperti
garis tekanan minimum.
Garis tekanan minimum ini ditentukan dengan mengambil pertimbangan fluktuasi
tekanan internal dari penstock pada waktu pemadaman beban dengan cepat. Interval
fluktuasi tekanan lebih besar di hilir karena dipengaruhi oleh perubahan keluaran pada
turbin yang cukup lama, oleh karena itu diperlukan perhatian yang lebih pada bagian
dimana rute penstock panjang bila dibandingkan dengan ketinggiannya seperti pada
Gambar 4.3.1.
Pemeriksaan yang teliti juga diperlukan untuk penempatan turbin Francis dengan
kecepatan yang spesifik lebih rendah seperti kisaran fluktuasi tekanan yang dapat
diperlebar berdasarkan keberadaan fenomena yang sama dengan yang disebabkan
operasi kontrol baling-baling karena peningkatan kecepatan putaran walaupun waktu
penutupan dari kontrol baling-baling ditentukan dalam jangka waktu yang cukup
panjang. Pada jenis-jenis turbin yang lain, kecepatan penutupan kontrol
baling-balingnya mempunyai proporsi yang berhubungan dengan pengurangan
kecepatan keluran air. Tidak ada masalah khusus yang berhubungan dengan penentuan
waktu penutupan.

12. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-12 -
Gambar. 4.3.1. Contoh dari bagian dimana rute panjang penstock lebih panjang
dari head-nya
Gambar 4.3.2 Perubahan debit dengan penghentian beban yang cepat pada
turbin Francis dengan kecepatan yang lebih rendah
Rumah
pembangkit
Pipa pesat
Garis tekanan minimum
Tekanan negatif akan terjadi
di area ini
Bak penenang Garis tekanan maksimum
Perubahan aliran dengan dioperasikan oleh baling-baling control
(Waktu penutupan lebih lama)
Waktu0
Qmax
Perubahan aliran akibat perubahan putaran
(waktu penutupan lebih pendek)
Keluaranair

13. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-13 -
4.3.5 Lokasi Rumah Pembangkit
Perhatian yang khusus harus diberikan pada beberapa hal dibawah ini untuk pemilihan
lokasi rumah turbin.
(1) Kondisi jalan mudah
Dianjurkan rumah turbin dilokasikan pada daerah yang mudah dicapai agar
mendapatkan perawatan setelah dibangun dan berbagai alasan lain.
(2) Keadaan pondasi
Pondasi dari rumah turbin harus cukup kuat utnuk menahan pemasangan beberapa
benda yang berat seperti generator dan turbin. Dalam kasus pembangkit tenaga air,
suatu lapisan kerikil yang padat cukup memadai, karena kerelatifan keringanannya
(mendekati 2-3 ton/m2
) dari peralatan.
(3) Level banjir
Lokasi dari rumah turbin harus menghindari lokasi yang dapat dihancurkan oleh air
sehingga perusakan karena banjir tidak akan terjadi. Pertimbangan lain untuk
diperhatikan adalah rumah turbin harus dihindarkan dari lokasi yang akan tergenang
bila terjadi banjir.
Pada umumnya, pusat tenaga air skala kecil direncanakan untuk sungai yang kecil di
daerah pegunungan dan berada pada bagian dimana banjir tidak sering terjadi pada
sungai yang bersangkutan. Pada kasus ini, diasumsikan bahwa level banjir didasarkan
pada informasi dibawah ini dan untuk menentukan ketinggian permukaan tanah dari
rumah turbin yang berhubungan dengan daerah yang sesuai.
• Informasi yang diperoleh dari daerah lokal
• Ketinggian permukaan tanah yang berada disekitar bangunan terdekat (jalan,tanggul
dan jembatan,dll.)
• Teras-teras dari banjir dan batasan tumbuhan.

14. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-14 -
(4) Kondisi instalasi untuk fasilitas pembantu
Ruang untuk instalasi dari sub-stasiun luar ruangan dan lainnya diperlukan didekat
rumah turbin dan daerah itu harus diseleksi dengan baik, sedangkan arah dari garis
transmisi dan bagian yang lain menjadi pertimbangan juga.
Bagaimanapun, tegangan transmisi mempunyai persaman dengan tegangan pembangkit,
ukuran dari ruang disekitar rumah turbin yang dibutuhkan kecil. Oleh karena itu, ruang
yang dibuat dan pondasi dari rumah turbin cukup mengakomodasi fasilitas pembantu
untuk rumah turbin.
4.3.6 Lokasi saluran pembuang
Pada kasus pembangkit listrik tenaga air skala kecil, proses penentuan lokasi saluran
pembuang sama dengan proses penentuan lokasi rumah turbin, karena secara umum
lokasi saluran pembuang dekat dengan rumah turbin. Dalam kasus yang lain lokasi
saluran pembuang ditentukan dengan pertimbangan beberapa hal berikut.
(1) Level banjir
Lokasi dari saluran pembuangan ditentukan berdasarkan level banjir yang akan terjadi.
Ketika ketinggian dari saluran pembuang direncanakan lebih rendah dari tingkat banjir
pada daerah yang bersangkutan, maka lokasi dan dasar ketinggian harus ditentukan
dalam pertimbangan yang sesuai dari (i) ukuran yang sesuai untuk mengantisipasi
genangan air pada rumah turbin ketika banjir terjadi (ii) metode untuk memindahkan
sedimen yang telah mengalir ke dalam saluran pembuang.
(2) Keberadaan fluktuasi dasar sungai pada daerah saluran pembuang
Ketika fluktuasi dasar sungai diperkirakan mengambil tempat pada masa depan, maka
lokasi dari saluran pembuang harus diseleksi dengan baik untuk menghindari beberapa
masalah sedimentasi yang mungkin timbul didepan saluran pembuangan.

15. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-15 -
(3) Kemungkinan penggenangan pada bantaran sungai dan permukaan tanah
terdekat berdasarkan keluaran air
Seperti aliran air yang tinggi pada saluran pembuang, perhatian yang hati-hati harus
diberikan juga untuk menghindari penggenangan pada bantaran sungai dan permukaan
tanah terdekat. Karena daerah dari saluran pembuang terdiri dari sedimen dan lapisan
batu lunak, maka harus dilindungi dengan batu bronjong atau balok beton, dll.
Pemilihan lokasi dimana ukuran yang sesuai dapat diterapkan dengan baik adalah
penting.
(4) Arah aliran sungai
Saluran pembuang harus diarahkan (pada prinsipnya, untuk mengantisipasi aliran
bawah) sehingga tidak akan mengganggu aliran air sungai yang berjalan lancar dan oleh
karena itu, arah dari aliran saluran pembuang harus diseleksi.

16. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-16 -
4.4 PERENCANAAN SUPLAI DAN PERMINTAAN
4.4.1 Seleksi dari fasilitas-fasilitas permintaan daya listrik
Untuk seleksi permintaan fasilitas–fasilitas daya listrik, beberapa hal berikut ini harus
dipertimbangkan sebagai tambahan dari kapasitas terpasang.
(1) Ciri–ciri bentuk penggunaan daya listrik dan fluktuasi beban
Penggunaan daya listrik pada setiap permintaan fasilitas listrik menunjukkan ciri–ciri
beban yang spesifik dalam bentuk penggunaannya, seleksi dari fasilitas permintaan daya
listrik yang harus dipenuhi harus mendapatkan spesifikasi dari unit pembangkit dan
ciri-ciri beban dari masing–masing fasilitas harus dipertimbangkan.
Ciri–ciri beban berhubungan dengan bentuk penggunaan daya listrik seperti yang
digambarkan sebagai berikut:
1) Penggunaan untuk penerangan
Beban penerangan adalah sesuatu yang konstan sementara sedang dalam penggunaan
dan menunjukkan fluktuasi yang lebih sedikit dibandingkan bentuk penggunaan daya
yang lain. Pada umumnya, penggunaan daya listrik untuk penerangan lebih
terkonsentrasi pada malam hari dan fluktuasi waktu penggunaan daya listrik tergantung
pada cuaca dan lamanya waktu matahari bersinar.
2) Penggunaan untuk pemanasan listrik
Bentuk utama dari penggunaan pemanas adalah, menjaga kehangatan dan pengeringan
dengan menggunakan pemanas listrik dan keberlanjutan penggunaan tenaga untuk
pemanasan adalah jarang. Pada banyak kasus, penggunaan daya listrik ini digunakan
hanya dalam beberapa waktu saja untuk menentukan suhu.
Dalam suatu daerah dengan musim hujan dan kemarau yang berbeda dimana produksi
pertaniannya cenderung dikeringkan dengan pengering solar, pengering listrik dll, dapat
menyebabkan konsumsi daya listrik pada garis yang berfluktuasi musiman dari output
pembangkit, yang memberikan masukan yang berarti efektif untuk menyempurnakan
penggunaan daya listrik.

17. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-17 -
3) Penggunaan untuk tenaga penggerak
Penggunaan daya untuk mengoperasikan suatu motor menunjukkan karakteristik beban
sebagai berikut.
• Pada saat start-up pertama kali kadangkala lebih tinggi daripada aliran rata–ratanya
(pada umumnya durasinya tidak lebih dari 10 detik)
• Fluktuasi beban dalam hubungan untuk daya penggerak dibutuhkan oleh sebuah
mesin. Beban pada dasarnya konstan pada kasus dari sebuah kipas angin (fan) atau
pompa, dll. Tetapi fluktuasi dapat dipertimbangkan pada kasus dari pengoperasian
mesin gergaji, dll.
• Motor pengontrol otomatis untuk AC (Air Conditioning) sebaik mesin pemanas,
mulai bekerja dan berhenti secara otomatis.
Pada kasus dari sebuah pembangkit listrik dengan asumsi beroperasi independen,
kesibukan langsung dari mulai start motor secara sementara dapat menyebabkan
sebuah beban berlebih yang tetap, mengakibatkan penghentian operasi generator untuk
melindungi generator.
(2) Biaya transmisi dan distribusi
Konstruksi dari pembangkit listrik tenaga air skala kecil dekat dengan fasilitas-fasilitas
permintaan adalah yang diinginkan supaya dapat meningkatkan dampak pembangunan.
Pada kasus dimana lebih dari satu fasilitas permintaan yang menyebar, bagaimanapun,
biaya transmisi dan distribusi dapat secara substansial bervariasi tergantung pada pilihan
dari fasilitas permintaan yang akan dilayani. Oleh karena itu, diperlukan seleksi
permintaan fasilitas daya listrik ketika merencanakan permintaan yang akan dilayani,
mengambil manfaat keduanya dari suplai daya dan biaya transmisi dan distribusi dari
suplai daya untuk pertimbangan.
(3) Kontribusi pembangunan lokal
Tujuan utama pembangunan pembangkit tenaga air skala kecil didiskusikan disini
adalah menguatkan kondisi ekonomi masyarakat lokal, dan diinginkan untuk
memberikan pilihan kepada tipe-tipe dari permintaan fasilitas daya tertulis dibawah
karena mereka memberikan kontribusi yang kuat untuk pembangunan lokal.
1) Mereka mempunyai kemampuan untuk menggunakan sumberdaya lokal.
2) Mampu memunculkan karakter lokal ke luar daerahnya

18. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-18 -
3) Mampu membantu membuka kesempatan kerja
4) Mampu menyumbang kepada kegiatan promosi pertukaran antar masyarakat
lokal.
4.4.2 Pengujian dari skala pembangunan dan keseimbangan suplai dan
permintaan
Adalah perlu untuk output dari pembangkit listrik skala kecil dimana tidak memiliki
cadangan sumber pembangkit lainnya untuk selalu kelebihan permintaan. Pada kasus
pembangkit tipe run-of-river, maka skala optimalnya adalah yang berhubungan dengan
permintaan kapasitas maksimum yang mempunyai kisaran pada “maksimum output
yang dapat dibangun”1
yang pada dasarnya ditentukan berdasarkan “keluaran minimum
yang dapat digunakan untuk pembangkitan”2
. Prosedur untuk pemeriksaan ini
dijelaskan sebagai berikut:
(1) Keputusan pada debit minimum yang dapat digunakan untuk pembangkit
(Qumin)
Penggunaan debit minimum untuk pembangkitan (Qumin) diputuskan dengan
pertimbangan dari hal-hal berikut.
1) Pembangunan dari debit sungai yang dapat digunakan untuk pembangkitan
(Qu)
Qumin ditentukan berdasarkan debit yang dihitung dengan mengurangi debit
pemeliharaan pada bagian debit dikurangi dari debit sungai pada saat titik intake
(penggunaan debit untuk pembangkitan : Qu)
2) Frekuensi dari penghentian pembangkit listrik yang dapat ditolerir
Qumin juga ditentukan berdasarkan frekuensi penghentian pembangkit listrik yang
dapat ditolerir (lihat gambar 4.4.1 dan gambar 4.4.2)
1
Output maksimum yang dapat dibangun
2
Debit di musim kering diantara variasi debit sungai yang dapat digunakan untuk pembangkit listrik

19. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-19 -
Frekuensi dari penghentian pembangkit listrik yang dapat ditolerir ditentukan
berdasarkan tipe dan tingkat penting tidaknya permintaan / peralatan yang digunakan,
tujuan penggunaan, dan alasan lainnya. Pada umumnya debit air di musim kering
didasarkan pada durasi aliran Qu yang dihitung berdasarkan metode yang dijelaskan
diatas atau sekitar 90 - 95 % rata – rata3
keluaran air dari dasar. Akan tetapi durasi
aliran berubah setiap tahunnya, oleh karena itu durasi standar aliran harus diseleksi
melalui diskusi yang memadai oleh pengguna.
(2) Keputusan pada ouput maksimum dari pembangunan yang mungkin
dilakukan (Pumin)
Output maksimum dari pembangunan yang mungkin dilakukan (Pumin) diputuskan
berdasarkan syarat–syarat dibawah ini yang bergantung pada cuaca atau bukan
berdasarkan keberadaan fluktuasi permintaan musiman.
1) Kasus dari permintaan konstan selama setahun
Ketika pembangkit diasumsikan merupakan tipe run-of-river, Pumak adalah potensial
pembangkit listrik dibawah Qumin seperti yang dijelaskan diawal.
Gambar 4.4.1 Skala maksimum dari pembangunan yang mungkin dilakukan
dalam kasus yang diasumsikan permintaannya yang konstan.
3
nilai debit (pensentase) jika 365 hari adalah 100 % pada diagram durasi aliran
Permissible break power
generation
Qumin
m3/skW
：Power generation potential
：Max output of possible
development
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Permissible break power
generation
Pumax

20. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-20 -
mak
u
umak
Q
Q
Q
Q
min
min
≤
Qpadarata-rataEfisiensi
QpadapotensialPembangkit
P
mak
min
min
umin
umak






=
η
η
2) Kasus dari fluktuasi permintaan musiman
Ketika permintaan pada musim penghujan diharapkan untuk lebih daripada saat
pengoperasian dilakukan pada musim kemarau, operasi pembangkitan pada
prinsipnya didasarkan pada beban maksimum pada musim penghujan atau beban
yang ringan pada saat musim kemarau. Ketika debit pada musim kemarau berada
dibawah “debit minimum untuk pembangkitan (Qmin) 4
maka pengoperasian
pembangkit tidak bisa dilakukan lagi. Oleh karena itu Qumin harus diposisikan
diatas Qmin. Dalam kasus ini, Pumak dapat dihitung sebagai berikut :
Gambar 4.4.2 Skala maksimum dari pembangunan yang mungkin dilakukan
dalam kasus fluktuasi musiman permintaan
4
Qmin berarti tidak mungkin debit minimum ditentukan dengan karakteristik efisiensi dari turbin dan pembangkit listrik dibawah
level ini.
Qumin
≧
m3/skW
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Qmax
：Power generation potential
：Max output of possible
development
Permissible break power
generation
Pumax

21. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-21 -
Tabel 4.4.1 Minimum discharge untuk pembangkitan (Qmin) untuk berbagai jenis turbin
Jenis Turbin Aliran / Maksimum
Aliran
(Qmin / Qmax)
Eficiensi Turbin /
Maksimum Eficiensi
Turbin
(ηmin / ηmax)
Kondisi
Horizontal Shaft Francis 30％ 0.70 Runner berbeban ringan
Horizontal Shaft Pelton 15％ 0.75 2 nozzle
Horizontal Shaft Pelton 30％ 0.90 1 nozzle
Cross-Flow 15％ 0.75 Kontrol vane kembar
Cross-Flow 40％ 0.75 Kontrol vane tunggal
Turgo Impulse 10％ 0.75 2 nozzle
Turgo Impulse 20％ 0.75 1 nozzle
Reverse Pumps Operasi pembangkit sulit selain daripada pada nilai debit air
(3) Pengambilan keputusan pada skala pembangunan dan permintaan
1) Kasus dimana terjadi kesulitan pada perubahan rencana permintaan
Ketika terjadi kesulitan untuk mengubah permintaan dan kapasitasnya pada rencana
permintaan, maka kapasitas permintaan maksimum diasumsikan berada pada
interval Pmak dan menjadi skala optimal pada pembangunan
Gambar 4.4.3. Skala optimal dari pembangunan untuk kasus permintaan konstan
selama setahun
Qumin
m3/skW
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Optimum
development
scale
：Power generation potential
：Max. output of possible
development
：Max. demand capacity

22. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-22 -
Gambar 4.4.4. Skala optimal pada pembangunan untuk fluktuasi permintaan musiman
2) Kasus dimana perubahan rencana permintaan mungkin terjadi
Ketika perubahan rencana permintaan mungkin terjadi, maka kapasitas permintaan
berubah pada interval Pumak untuk menyeleksi kasus yang paling efektif.
Kriteria – kriteria berikut ini dapat digunakan untuk menentukan kasus terbaik
permintaan. Prioritas umumnya dapat menjadi sulit, akan tetapi hal ini tergantung
pada masing – masing pembangunannya.
• Ekonomi
• Keuntungan sosial (membuka lapangan kerja baru, promosi untuk kepariwisataan /
industri dan lainnya)
• Tujuan dari pelaku usaha (developer)
• Lainnya
Ketika ekonomi menjadi prioritas, maka rencana permintaan harus diformulasikan
untuk memaksimalkan rata – rata pemanfaatan yang efektif untuk pembangkit
potensial dalam hal membangkitkan energi listrik diatas permintaan yang ada
dengan sistem yang independen seperti pembangkit tenaga air skala kecil, yang
tidak didasarkan untuk mengambil banyak keuntungan.
Produksi listrik tahunan yang diserap fasilitas konsumen
Load Factor =
Kemungkinan produksi listrik tahunan
Qumin
≧Qmin
m3/skW
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Qmax
：Power generation potential
：Max. output of possible
development
： Estimated power
Optimum
development
scale

23. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-23 -
Proses kongkret untuk menentukan skala optimal pembangunan dijelaskan di
bawah ini:
a. Penempatan dari permintaan
Beberapa kasus dari rencana permintaan diformulasikan berdasarkan
prediksi permintaan dari hasil survei yang dilakukan pada waktu distribusi.
Pada saat ini prioritas dari masing–masing permintaan harus diperiksa secara
teliti, dengan menggunakan beberapa hal berikut sebagai pertimbangan:
• Tingkat pentingnya fasilitas (peralatan)
• Keuntungan dari setiap permintaan
Gambar 4.4.5 Contoh dari rencana permintaan
b. Perhitungan penggunaan efektif energi listrik5
5
Energi listrik yang dapat digunakan oleh fasilitas permintaan listrik tertentu diluar pembangkit energi listrik.
Penggunaan energi listrik pertahun yang dihitung dengan membandingkan
pembangkit potensial yang tidak lebih dari Pumak dengan penempatan
permintaan di “a” diatas untuk setiap musim.
kW
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
：Demand ‘Case 1’
：Demand ‘Case 2’
：Demand ‘Case 3’

24. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-24 -
Gambar 4.4.6 Contoh dari keseimbangan supply dan permintaan pertahun
c. Pengambilan keputusan pada skala optimal dari pembangunan
Dengan menggunakan perbandingan satuan biaya konstruksi atau
perbandingan keuntungan–biaya per kWh untuk penggunaan energi listrik
yang efektif, maka skala optimal dari pembangunan diputuskan untuk
meminimalkan perbandingan unit biaya atau perbandingan
biaya–keuntungannya.
• Formula 3 – 1a : Kasus dari unit biaya konstruksi
Unit biaya konstruksi per kWh =
pertahunefektiflistrikEnergi
konstruksiBiaya
• Formula 3 – 1b : Kasus dari perbandingan Biaya – Keuntungan
Biaya pertahun (C) = Biaya pertahun dari pembangkit
= Perbandingan biaya konstruksi × pengeluaran
pertahun (penggunaan metode kalkulasi standar
untuk kasus umum/biasa)
Keuntungan = ∑ (Charge listrik untuk setiap permintaan)
∑ (permintaan (kW) × charge dasar × bulan
+ energi listrik efektif (kWh) × charge per meter )
C/V = Biaya pertahun (C) / keuntungan (V)
kW
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Efficient use of energy
In case of demand ‘Case
：Demand ‘Case 1’
：Power Generation Potential
：Max. Scale of Possible
Development

25. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-25 -
for
Households
Lamp
T.V
Radio
etc.
for
Households
Lamp
T.V
Radio
etc.
Night Time Night TimeDay Time
OutputandDemand(kW)
No Demands
Time
DailyOutut(kW)
for
Households
Lamp
T.V
Radio
etc.
for
Households
Lamp
T.V
Radio
etc.
Night Time Night TimeDay Time
OutputandDemand(kW)
No Demands
Time
Local Industry
Rice mill
Coffee mill
Ice plant
etc.
DailyOutut(kW)
Gambar 4.4.7 Penggunaan efektif listrik di siang hari

26. Panduan untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro
Bab 4
- 4-26 -
Gambar 4.4.7 Penggunaan efektif listrik di siang hari