1. KUNJUNGAN STUDI PERENCANAAN DAN PEMBANGUNAN
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH) DAN
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)
DI UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
LAPORAN KUNJUNGAN STUDI
UNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH
Teknik Tenaga Listrik
yang dibina oleh Bapak Drs. H. Wakidi
Oleh
Rizqiana Yogi Cahyaningtyas
(120511427455)
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK MESIN
April 2014

2. KATA PENGANTAR
Puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat, taufiq, inayah, dan hidayah-Nya, karena hanya dengan karunia-Nya itulah
penyusunan laporan kunjungan studi ini dapat diselesaikan sesuai dengan rencana.
Tugas ini dikerjakan dalam rangka memenuhi tugas Matakuliah Teknik
Tenaga Listrik di program studi S-1 Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Teknik
Mesin FT UM yang dibina oleh Bapak Drs. H. Wakidi.
Terwujudnya tugas laporan kunjungan studi ini telah melibatkan berbagai
pihak. Untuk sumbang saran yang konstruktif yang telah diberikan penulis patut
menyampaikan ucapan terima kasih kepada yang terhormat :
1. Bapak Suwignyo dan Bapak Diding Suhardi dari Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang yang telah memberi pengetahuan
serta membimbing selama kunjungan studi berlangsung,
2. Bapak Wakidi selaku dosen matakuliah Teknik Tenaga Listrik yang telah
membimbing selama proses pembelajaran dan mendampingi selama
kunjungan studi,
3. Teman – teman offering A3 yang yang telah berpartisipasi dalam
pelaksanaan kunjungan studi,
4. Dan semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung
mendukung terselesaikannya laporan ini.
Semoga atas bantuan moril dan materiil tersebut, Allah SWT senantiasa
melimpahkan kekuatan dan petunjuk – Nya sebagai amal sholeh dan senantiasa
mendapat balasan karunia yang berlimpah dari – Nya.
Malang, April 2014
Penulis

3. DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ……………………………………………………..
DAFTAR ISI ………………………………………………………………
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang …………………………………………………
1.2. Tujuan Penulisan ……………………………………………….
BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1. Pengertian PLTMH dan PLTS …………………………………
2.2. Kelebihan dan Kekurangan PLTMH dan PLTS ……………….
BAB III HASIL OBSERVASI
3.1. Waktu dan Tempat Pelaksanaan ……………………………….
3.2. Latar Belakang Pembangunan …………………………………
3.3. Kondisi Umum ………………………………………………...
3.4. Proses Perubahan Energi pada PLTMH dan PLTS ……………
3.5. Manfaat PLTMH dan PLTS …………………………………...
3.6. Konfigurasi antara PLTMH dan PLTS ………………………..
3.7. Kendala yang Terjadi ………………………………………….
BAB IV PENUTUP
4.1. Kesimpulan …………………………………………………….
4.2. Saran …………………………………………………………...
DAFTAR RUJUKAN ……………………………………………………..
LAMPIRAN ……………………………………………………………….

4. BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Bertambahnya kebutuhan akan tenaga listrik setiap tahun sesuai dengan
berkembangnya teknologi menuntut agar manusia berusaha menyediakan tenaga
listrik yang handal. Secara umum pembangkit tenaga listrik di Indonesia terdiri
dari PLTA ( pembangkit listrik tenaga air ), PLTU ( pembangkit listrik tenaga
uap), PLTP ( pembangkit listrik tenaga panas bumi ), PLTG ( pembangkit listrik
tenaga gas ), PLTD ( pembangkit listrik tenaga diesel ), PLTN ( pembangkit
listrik tenaga nuklir ) rencana jangka panjang, PLTGU ( pembangkit listrik tenaga
gas dan uap ).
Oleh karena hal diatas kami dari Universitas Negeri Malang yang sedang
menempuh mata kuliah Teknik Tenaga Listrik (TTL), melakukan kajian tentang
pembangkit listrik tersebut. Tempat yang kami tuju untuk observasi yaitu kampus
Universitas Muhammadiah Malang yang sekarang sudah mempunyai PLTMH dan
PLTS yang dikelola sendiri.
1.2. Tujuan Penulisan
A. Untuk mengetahui konsep dasar Pembangkit Listrik Tenaga Mikro
Hidro (PLTMH) dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS).
B. Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan Pembangkit Listrik
Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya
(PLTS).
C. Untuk mengetahui kondisi lingkungan dan komponen-komponen yang
diperlukan jika akan membangun Pembangkit Listrik Tenaga Mikro
Hidro (PLTMH) dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS).
D. Untuk mengetahui proses perubahan energi air dan dan energi surya
menjadi energi listrik pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro
(PLTMH) dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) di Universitas
Muhammadiyah Malang.

5. E. Untuk mengetahui manfaat Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro
(PLTMH) dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) di Universitas
Muhammadiyah Malang bagi lingkungan internal kampus, bagi
masyarakat sekitar, dan pihak lain.
F. Untuk mengetahui penerapan konfigurasi sistem hybrid antara
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) dan Pembangkit
Listrik Tenaga Surya (PLTS) di Universitas Muhammadiyah Malang.
G. Untuk mengetahui kendala dalam pembangunan Pembangkit Listrik
Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya
(PLTS) di Universitas Muhammadiyah Malang.
Teknis penulisan laporan praktikum ini berpedoman pada Buku Pedoman
Penulisan Karya Ilmiah Universitas Negeri Malang (UM, 2010).

6. BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.3. Pengertian PLTMH dan PLTS
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (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 terjun dan jumlah debit air. Mikro hidro 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. 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 ke dalam rumah pembangkit yang pada
umumnya dibangun di bagian tepi sungai untuk menggerakkan turbin atau kincir
air mikro hidro. Energi mekanik yang berasal dari putaran poros turbin akan
diubah menjadi energi listrik oleh sebuah generator. 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 mikro hidro.
Sedangkan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) merupakan
pembangkit listrik yang sumber energinya didapat dari panas matahari. Sumber
energi matahari tersebut dikonversi menjadi menjadi energi listrik melalui sollar
cell. Konstrukusinya sangat sedernaha jika dibandingkan dengan PLTMH. Akan

7. tetapi biaya untuk membangun PLTS lebih mahal jika dibandingkan dengan
pembangunan PLTMH.
Kedua pembangkit di atas merupakan pembangkit yang ramah lingkungan
karena tidak mengeluarkan gas karbondioksida. Pemakaian listrik tenaga mikro
hidro dan tenaga surya akan mengurangi penggunaan pembangkit listrik dengan
tenaga fosil, sehingga akan mengurangi pula kadar karbondioksida, dan akan
mengurangi pemanasan global berdampak buruk pada lingkungan.
2.4. Kelebihan dan Kekurangan PLTMH dan PLTS
Beberapa kelebihan pada pembangkit listrik tenaga mikro hidro adalah
PLTMH ini cukup murah dibandingkan pembangkit listrik jenis yang lain karena
menggunakan energi alam, memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat
dioperasikan di daerah terpencil dengan tenaga terampil penduduk daerah
setempat dengan sedikit latihan, tidak menimbulkan pencemaran, dapat dipadukan
dengan program lainnya seperti irigasi dan perikanan, dapat mendorong
masyarakat agar dapat menjaga kelestarian hutan sehingga ketersediaan air
terjamin, potensi energi air yang melimpah, merupakan teknologi yang handal dan
kokoh sehingga mampu beroperasi lebih dari 15 tahun, serta memiliki efisiensi
tinggi yaitu 70-85 persen.
Namun PLTMH tetap memiliki keterbatasan, seperti besarnya listrik yang
dihasilkan PLTMH tergantung pada tinggi jatuh air dan jumlah air. Pada musim
kemarau kemampuan PLTMH akan menurun karena jumlah air biasanya
berkurang. Selain faktor kondisi air, ukuran generator tidak menunjukkan
kemampuan produksi listriknya karena semuanya tergantung pada jumlah air dan
ketinggian jatuh air, sehingga ukuran generator bukan penentu utama kapasitas
PLTMH. Terakhir adalah faktor jarak. Semakin dekat jarak pengguna ke
pembangkit, maka kualitas listrik juga lebih baik. Dan sebaliknya, semakin jauh
jarak pengguna, maka listrik yang hilang juga semakin banyak. Jarak pelanggan
terjauh yang dianjurkan adalah antara 1-2 km dari PLTMH. Jika pelanggan
menggunakan listrik secara berlebih, maka kualitas listrik menurun dan
membahayakan peralatan. Satu pelanggan melanggar, maka yang rugi adalah
seluruh pelanggan.

8. Sedangkan energi surya yang digunakan dalam Pembangkit Listrik Tenaga
Surya memiliki kelebihan antara lain pertama, energi surya merupakan sumber
energi terbarukan. Kedua, energi surya merupakan energi yang ramah lingkungan
karena tidak memancarkan emisi karbon berbahaya yang berkontribusi terhadap
perubahan iklim seperti pada bahan bakar fosil. Setiap watt energi yang dihasilkan
dari matahari berarti kita telah mengurangi pemakaian bahan bakar fosil, dan
dengan demikian kita telah mengurangi dampak perubahan iklim. Lebih banyak
energi matahari yang kita gunakan maka semakin sedikit kita bergantung pada
bahan bakar fosil, sehingga dapat meningkatkan ketahanan dan keamanan energi
karena mengurangi kebutuhan impor minya pada pihak asing. Energi surya juga
tidak memancarkan oksida nitrogen atau sulfur dioksida yang berarti tidak
menyebabkan hujan asam atau kabut asap. Ketiga, matahari merupakan sumber
energi yang bebas digunakan setiap orang karena manusia tidak ada yang menjadi
pemilik matahari, sehingga setelah Anda menutupi biaya investasi awal,
pemakaian energi selanjutnya dikatakan gratis. Keempat, panel surya beroperasi
tanpa mengeluarkan suara tidak seperti turbin angin besar sehingga tidak
menyebabkan polusi suara. Panel surya biasanya memiliki umur yang lama,
minimal 30 tahun dan biaya pemeliharaannya rendah karena tidak ada bagian
yang bergerak, panel surya juga cukup mudah untuk diinstal. Kelima, energi surya
adalah salah satu pilihan energi terbaik untuk daerah-daerah terpencil, bilamana
jaringan distribusi listrik tidak praktis atau tidak memungkinkan untuk diinstal.
Kelemahan utama dari energi surya adalah biaya awal yang tinggi karena
panel surya terbuat dari bahan mahal bahkan dengan penurunan harga yang
terjadi hampir setiap tahun. Selain itu, panel surya juga perlu ditingkatkan
efisiensinya, untuk itu membutuhkan lokasi instalasi yang luas, dan panel surya
ini idealnya diarahkan ke matahari, tanpa hambatan seperti pohon dan gedung
tinggi. Selanjutnya, energi membutuhkan solusi penyimpanan energi murah dan
efisien karena matahari adalah sumber energi intermiten (tidak kontinyu) yang
terakhir, banyak daerah di dunia tidak memiliki sinar matahari yang cukup untuk
menjadikan energi surya bernilai ekonomis, sehingga solusi ilmiah yang lebih
maju diperlukan untuk membuat energi surya menjadi komersial di daerah
tersebut.

9. BAB III
HASIL OBSERVASI
3.8. Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Observasi dilaksanakan oleh 34 mahasiswa S-1 Pendidikan Teknik Mesin
Universitas Negeri Malang offering A3 yang didampingi oleh Bapak Drs. H.
Wakidi selaku dosen pembimbing matakuliah Teknik Tenaga Listrik, dan
dibimbing oleh Bapak Suwignyo dan Bapak Diding Suhardi dari Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang, pada tanggal 22 Maret 2014 pukul 08.00-
12.00 WIB di Agrokompleks Kampus III Universitas Muhammadiyah Malang.
3.9. Latar Belakang Pembangunan
PLTMH Sengkaling 1 ini dirancang pada tahun 2006, berdasarkan hasil
studi kelayakan pada tahun 2001. Pembangunan PLTMH Sengkaling 1
dilaksanakan tahun pada tahun 2007 dan mulai dioperasikan mulai awal tahun
2008.
Latar belakang pembangunan PLTMH Sengkaling 1 ini pertama, terjadinya
krisis pasokan tenaga listrik di Indonesia terutama di Pulau Jawa dan Bali.
Kedua, mengembangkan sumber energi terbarukan. Potensi sumber energi
terbarukan di Indonesia, khususnya tenaga air hingga saat ini baru dimanfaatkan
sebesar 5,55 %, yaitu sebesar 4,2 GW dari jumlah total potensi yang ada sebesar
75,67 GW.
Gambar 3.1 : Tabel Pemanfaatan Sumber Energi di Indonesia

10. Ketiga, memanfaatkan saluran irigasi untuk PLMH. Di belakang kampus
dilintasi oleh saluran irigasi dari DAM Sengkaling. Setelah diteliti dan dihitung
ternyata aliran tersebut dari tahun 1990 sampai 2006 mempunyai debit 0,95 m3
/dt.
Dan setelah dihitung tinggi jatuhnnya ternyata memiliki tinggi jatuh bruto 17,05
m dan tinggi jatuh efektif 14,95 m. Oleh karena sawah penduduk yang makin
lama makin menyempit maka aliran air pada aliran irigasi ini banyak sisa yang
tidak digunakan. Oleh karena itu pada tempat ini sangat layak dan berpotensi
untuk dibangunnya PLTMH.
Keempat, mengurangi penggunakan bahan bakar fosil dengan diverivikasi
sumber energi untuk menurunkan emisi karbondioksida yang menjadi penyebab
pemanasan global, karena 53% emisi karbondioksida ini dihasilkan oleh sektor
industri energi (pembangkit listrik/kilang minyak) dan sektor transportasi. Untuk
mengurangi konsumsi bahan bakar fosil sebagai bahan bakar pembangkit tenaga
listrik, pemerintah melakukan kebijakan diverivikasikan energi nasional.
Gambar 3.2 : Diagram Optimalisasi Pengelolaan Energi
3.10. Kondisi Umum
A. Potensi yang dimiliki PLTMH
1. Debit Andalan
Berdasarkan data debit sungai Brantas di DAM Sengkaling tahun
1990 s/d 2006 di tetapkan debit andalan untuk PLTMH UMM sebesar
0.95 m3
/dt.

11. Gambar 3.3 : Tabel Debit Sungai Brantas di DAM Sengkaling
2. Tinggi Jatuh
Pengukuran Topografi di lokasi PLTMH UMM menghasilkan data
sebagai berikut :
- Elevasi Bangunan Sadap (Hulu) = +570,00 m
- Elevasi Rumah Pembangkit (Hilir) = +556,26 m
- Elevasi Dasar Sungai = +550,20 m
- Tinggi Jatuh Brutto = 17,05 m
- Perhitungan kehilangan tinggi tekanan mayor dan minor sebesar
2,10 m.
- Tinggi Jatuh Efektif = 17,05 - 2,10 = 14,95
m.
3. Daya Terbangkit
- Daya terbangkit
P = η . ϱ . g . Q . H
= 0,65 x 1 x 9,81 x 0,95 x 14,85 = 100 k Watt
- Pemilihan Turbin
Type CROSS FLOW T15 – D500

12. Gambar 3.4 : Grafik Aplikasi Turbin Cross-Flow T-15 D500
- Produksi Energi Tahunan
E = 100 KW x 300 Hari/Thn x 24 Jam
= 720.000 kWH/Tahun
4. Dampak Positif terhadap Lingkungan
- Menghindari penambahan emisi karbondioksida 570 ton per
tahun. Persamaan untuk menentukan Produksi Karbon dioksida
= 0,85 x P x t x 0,00076 (ton/tahun)
Dimana:
P = Produksi listrik (kW)
T = 8760
- Atau setara dengan peniadaan 100 mobil.
- Atau penghijauan kembali ± 50 Ha hutan.
- Penghematan 200.000 liter bahan bakar fosil tiap tahun.
B. Potensi yang Dimiliki PLTMS
PLTS UMM dibangun pada tahun 2009 oleh P3TKEBT. Daya listrik
yang dihasilkan Oleh PLTS ini sebesar 2,5 kW. Untuk peletakannya sendiri
(Module PV) diletakkan tepat di atas rumah pembangkit PLTMH.
C. Komponen – Komponen di PLTMH
1. Informasi Sumber Air

13. Sungai yang digunakan untuk memutar turbin adalah sungai jaringan
irigasi sengkaling kiri yang melintasi area kampus Universitas
Muhammadiyah Malang.
Sumber Air : Sungai Kali Brantas
Debit Andalan : 0.95 m3
/dt
Debit Banjir Sungai : 400,00 m3
/dt
Gambar 3.5 : Aliran Sungai Brantas
2. Bangunan Pengambilan Air
Bendungan berfungsi untuk mengalihkan air dari jaringan irigasi
sengkaling kiri melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai ke dalam
sebuah kolam penampungan.
Bendungan/ Dam : Dam Sengkaling Kecamatan Dau
Kabupaten Malang
Pintu Air : Pintu Sorong Baja
Lebar Pintu : 2 × 1,00 m
Debit Pengambilan : 1000 l/dt atau 1,00 m3
/dt

14. Gambar 3.6 : DAM Sengkaling
3. Saluran Penghantar
Tipe : Saluran Terbuka Pasangan Batu
Panjang : 800,00 m
Lebar : 3,00 m
Kedalaman Air : 0,60 m
Kapasitas Saluran : 2,00 m
Gambar 3.7 : Saluran Penghantar
4. Kolam Penampung Atas (Headpond)
Kolam ini digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari
air. Fungsi dari bak pengendap ini sangat penting untuk melindungi
komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir. Selain juga untuk
menjaga debit aliran yang masuk ke pipa relatif tetap.
Pintu Air : Pintu Baja 1× 1,25 m
Lebar Kolam : 5,00 m
Kedalaman : 4,00 s/d 5,00 m

15. Gambar 3.8 : Kolam Penampung
5. Saringan Sampah (Trashrack)
Konstruksi : Baja
Lebar : 3,00 m
Tinggi : 4,00 m
Gambar 3.9 : Saringan Sampah
6. Pipa Pesat (Penstock)
Pipa ini berfungsi untuk menyalurkan air dari kolam menuju ke
turbin.
Tipe : Pipa Spiral Baja
Diameter : 700 mm
Tebal : 6 mm
Panjang : 57,00 m

16. Gambar 3.10 : Pipa Pesat
7. Rumah Pembangkit
Rumah pembangkit berfungsi sebagai tempat generator, turbin,
pengatur tegangan, dan sebagai tempat pengawasan terhadap beban
yang dihasilkan, Baik itu PLTMH maupun PLTS.
Rumah pembangkit dilengkapi dengan pengamanan terhadap petir
dan arus berlebih (lightning arrester). Rumah pembangkit berupa
pasangan bata dengan bangunan coran bertulang pada pondasi turbin
dan penampungan air di bawah turbin sebelum keluar ke tail race. Hal
utama yang menjadi perhatian dalam pembangunan rumah pembangkit
adalah aksasibilitas dan sirkulasi udara untuk melepas panas pada
ballast load. Sirkulasi udara yang baik akan menjaga temperatur kerja
sekitar rumah pembangkit tidak berlebih, sehingga temperatur kerja
mesin dapat dijaga dengan baik.
8. Katup Pengatur Debit Air
Kran ini berfungsi mengatur jumlah debit air yang akan masuk ke
dalam turbin dan berfungsi sebagai pengaman saat akan dilakukan
perbaikan pada turbin atau generator dan perangkatnya. Kran ini
dilengkapi dengan manometer yang berfungsi mengukur tekanan air
yang dialirkan oleh pipa penyalur yang akan masuk ke dalam turbin

17. Gambar 3.11 : Katup Pengatur Debit Air
9. Turbin
Turbin ini berfungsi untuk mengkonversi energi aliran air menjadi
energi putaran mekanis. Pemilihan turbin menggunakan perhitungan
dengan berdasarkan data, lalu dimasukkan ke dalam suatu grafik yang
telah ditetapkan.
Tipe : Crossflow T 15 – D 500
Tinggi Jatuh Total : 17,00 m
Tinggi Jatuh Efektif : 15,20 m
Efisiensi Turbin : 0,80
Debit Pembangkitan : 1000 l/dt atau 1,00 m3
/dt
Daya Terbangkit : 100 kWatt
Gambar 3.12 : Turbin
10. Generator

18. Generator berfungsi untuk menghasilkan listrik dari putaran
mekanis.
Tipe : Generator Industri Shaft Horizontal – Stamfort
Kapasitas : 165 kVA
Kecepatan Putar : 1500 RPM
Tegangan : 380 Volt
Frekuensi : 50 Hz
Gambar 3.13 : Generator
11. Panel Kontrol
Tipe : Electric Load Control
Kapasitas : 175 kVA
Ballast Load : Ballast Load Basah (Tercelup Air)

19. Gambar 3.14 : Panel Kontrol
12. Governor
Fungsi governor adalah untuk mengatur pembukaan katup pengatur
jumlah debit air yang masuk ke dalam rumah turbin / volume air. Katup
ini akan membuka penuh jika beban listrik yang dibutuhkan besar,
sebaliknya akan membuka sesuai kebutuhan yang diakibatkan beban
listrik.
Gambar 3.15 : Governor
Katup ini digerakkan oleh motor yang dikontrol secara digital yang
berada di luar generator.
Gambar 3.16 : Motor penggerak Katup
13. Jaringan Distribusi
Panjang : 850,00 m
Tegangan : 220 V
Ukuran Kabel : 2 Unit, masing-masing 3 × 9 mm + 1 × 6 mm.

20. Gambar 3.17 : Jaringan Distribusi
14. Produksi Energi
Rata-rata Daya Dibangkitkan : 80 kWatt
Produksi Energi Harian : 1.920 kWH per Hari
Produksi Energi Tahunan : 576.000 kWH/ Tahun (300 Hari
Operasional)
D. Komponen – Komponen di PLTS
No. Komponen Fungsi
Pasir Silika

21. Tanur khusus
3.11. Proses Perubahan Energi pada PLTMH dan PLTS
A. Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro
Diawali dengan pembangunan bendungan untuk mengatur aliran air
yang akan dimanfaatkan sebagai tenaga penggerak PLTMH. Bendungan ini
dapat berupa bendungan beton atau bendungan beronjong. Bendungan perlu
dilengkapi dengan pintu air dan saringan sampah untuk mencegah
masuknya kotoran atau endapan lumpur. Bendungan sebaiknya dibangun
pada dasar sungai yang stabil dan aman terhadap banjir.
Di dekat bendungan dibangun bangunan pengambilan (intake).
Kemudian dilanjutkan dengan pembuatan saluran penghantar 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 mengendapkan pasir dan menyaring kotoran sehingga air
yang masuk ke turbin relatif bersih. Saluran ini dibuat dengan memperdalam
dan memperlebar saluran penghantar dan menambahnya dengan saluran
penguras.
Kolam penenang (forebay) juga dibangun untuk menenangkan aliran air
yang akan masuk ke turbin dan mengarahkannya masuk ke pipa pesat

22. (penstok). Saluran 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. Biasanya 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 perlu
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 menyangga 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 mikro hidro 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

23. 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 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.
B. Pembangkit Listrik Tenaga Surya
PLTS yaitu solar panel yang mengkonversikan tenaga matahari menjadi
listrik. Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari/surya,
membuat photon yang menghasilkan arus listrik. Sebuah solar cells
menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12
Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan
maksimun).
Gambar 3.18 : Diagram Pembangkit Listrik Tenaga Surya.

24. Dalam prosesnya, panel surya menghasilkan listrik berupa listrik
berarus DC dengan tegangan ± 12 volt, tegangan ini kemudian dialirkan
menuju ke charge controller yang berfungsi sebagai pengaman agar arus
listrik dari baterai penyimpan tidak kembali ke panel.
Arus dari charge controller ini dibagi menjadi dua yaitu menuju ke
baterai penyimpan dan power inverter untuk diubah menjadi arus listrik AC
dengan tegangan 220 V.
Gambar 3.19 : Proses Pembuatan Sel Surya
Namun dari hasil kunjungan studi ini ditemukan bahwa di PLTS UMM
terdapat 2 jenis pemasangan yaitu tanpa power inverter yang dilengkapi
dengan baterai yang digunakan untuk lampu penerangan disepanjang jalan
di kampus UMM tepatnya sekitar 13 titik lampu jalan bertenaga surya
sedangkan PLTS yang lain memiliki power inverter yang tidak dilengkapi
dengan baterai yang dipakai sebagai cadangan listrik saat beban penuh di
siang hari khususnya jam perkuliahan.

25. Gambar 3.20 : PLTS UMM
3.12. Manfaat PLTMH dan PLTS
A. Pengembangan keilmuan
1. Sarana riset/ penelitian dosen dan mahasiswa.
2. Sarana pembelajaran sumber energi terbarukan bagi masyarakat.
3. Sarana wisata sains dan teknologi.
B. Secara ekonomis (bagi UMM)
Pembangunan PLTMH memerlukan investasi yang relatif besar. Nilai
investasi per kW terpasangnya menurut perhitungan Yayasan Mandiri -
berkisar antara Rp. 4 juta sampai Rp. 8 juta. Adapun, biaya (harga) listrik
per kWH-nya dihitung berdasarkan biaya awal (initial cost) dan biaya
operasional (operational cost). Komponen biaya awal terdiri dari: biaya
bangunan sipil, biaya fasilitas elektrik dan mekanik serta biaya sistem
pendukung lain. Komponen biaya operasional yaitu: biaya perawatan, biaya
penggantian suku cadang, biaya tenaga kerja (operator) serta biaya lain yang
digunakan selama pemakaian.
Untuk pemanfaatan di wilayah kampus, pada siang hari energi listrik
dimanfaatkan untuk kebutuhan listrik pada gedung kuliah, perkantoran, dan
laboratorium pendidikan. Sedangkan pada malam hari, energi listrik untuk
penerangan kampus.

26. 3.13. Konfigurasi antara PLTMH dan PLTS
PLTMH UMM menghasilkan Daya 100 kW sedangkan untuk PLTS UMM
menghasilkan daya 2,5 kW. Lalu kedua daya ini digabungkan. Sistem
penggabungan ini disebut dengan sistem hibrid. Kombinasi ini memiliki
karakteristik apabila saat musim panas debit air berkurang sehingga menyebabkan
kapasitas daya yang disuplai oleh PLTMH menurun, kapasitas suplai daya akan
dapat diperbaiki oleh adanya PLTS, karena pada musim panas PLTS akan bekerja
maksimum.
Sebenarnya Konfigurasi Sistem Hybrid PLTS-PLTMH di UMM terdiri dari
empat jenis pembangkit dari sumber energi berbeda yang terhubung ke beban
(load). Keempat jenis pembangkit tersebut adalah PLTS, PLTMH, suplai dari
Jaringan PLN, dan Pembangkit GENSET. Adapun beban yang dimaksud adalah
beban daya dari kampus Universitas Muhammadiyah Malang.
Sistem hibrid pada UMM ini dirancang tanpa baterai penyimpan karena
sudah dinterkoneksi dengan grid PLN. Daya Listrik yang dihasilkan PLTS dapat
lansung diintegrasikan dengan PLTMH dan selanjutnya digunakan untuk
melayani sebagian kebutuhan beban daya UMM yang terdiri dari gedung
perkuliahan serta laboratorium dengan total beban sebesar 300 kVA pada siang
hari. Untuk memenuhi beban seluruhnya, diperlukan pasokan tambahan dari
jaringan PLN. Selain itu juga disiapkan sebuah Genset dengan kapasitas 300 kVA
sebagai back-up apabila terjadi gangguan suplai dari jaringan PLN. Sedangkan
pada malam hari karena kebutuhan listrik pada UMM menurun maka listrik yang
dihasilkan oleh PLTMH UMM sendiri sudah cukup untuk memenuhi beban
sehingga tidak memerlukan lagi tambahan listrk dari PLN.
3.14. Kendala yang Terjadi
Pada dasarnya kendala utama pada pembangunan PLTMH dan PLTS sama,
yaitu biaya pembangunan awal yang tergolong mahal. Pembangunan PLTMH
membutuhkan biaya investasi sebesar Rp. 1 Milyar diperoleh BPP sebesar Rp.
324,13/kWh untuk suku bunga 6%, Rp. 391,43/kWh untuk suku bunga 9% dan
Rp. 464,75/kWh untuk suku bunga 12%. Dari hasil studi kelayakan dengan

27. metode NPV dan ROR menunjukkan bahwa program ini layak dikembangkan
dengan suku bunga pinjaman 6% dan 9% dengan harga jual energi listrik sebesar
Rp. 450,00/kWh. Selain kendala berupa biaya, juga dampak lingkungan dan sosial
yang timbul pasca pembangunan PLTMH.
BAB IV
PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) adalah suatu
pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga

28. penggeraknya, sedangkan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) merupakan
pembangkit listrik yang sumber energinya didapat dari panas matahari. Kedua
pembangkit di atas merupakan pembangkit yang ramah lingkungan karena tidak
mengeluarkan gas karbondioksida.
Dalam penggunaan dua pembangkit tenaga listrik tersebut, Universitas
Muhammadiyah Malang menerapkan Sistem Hybrid. PLTMH UMM
menghasilkan Daya 100 kW sedangkan untuk PLTS UMM menghasilkan daya
2,5 kW. Lalu kedua daya ini digabungkan. Kombinasi ini memiliki karakteristik
apabila saat musim panas debit air berkurang sehingga menyebabkan kapasitas
daya yang disuplai oleh PLTMH menurun, kapasitas suplai daya akan dapat
diperbaiki oleh adanya PLTS, karena pada musim panas PLTS akan bekerja
maksimum. Selain itu, penggunaannya juga disinkronkan dengan sistem PLN dan
diperuntukkan bagi kebutuhan kampus serta studi bagi mahasiswanya. Dengan
adanya PLTMH dan PLTS ini, UMM dapat menghemat tagihan rekening listrik
hingga Rp. 60 juta/bulan.
4.2. Saran
Terjadinya krisis pasokan tenaga listrik di Indonesia terutama di Pulau Jawa
dan Bali, potensi sumber energi terbarukan di Indonesia khususnya tenaga air
yang hingga saat ini baru dimanfaatkan sebesar 5,55 %, yaitu sebesar 4,2 GW dari
jumlah total potensi yang ada sebesar 75,67 GW, serta penggunaan bahan bakar
fosil yang dapat mencemari lingkungan sepatutnya dapat menjadi alasan yang
cukup untuk mengembangkan penggunaan energi potensial air dan energi surya
sebagai pembangkit tenaga listrik. Dengan lebih banyaknya energi potensial air
dan energi matahari yang kita gunakan maka semakin sedikit kita bergantung pada
bahan bakar fosil, sehingga dapat meningkatkan ketahanan dan keamanan energi
karena mengurangi kebutuhan impor minya pada pihak asing.
Selain itu, PLTMH dan PLTS juga dapat dijadikan alternatif bagi
banyaknya daerah-daerah terpencil di Indonesia yang belum dapat merasakan
distribusi listrik oleh PLN.

29. DAFTAR RUJUKAN
Suhardi, D. 2014. Penggunaan dan Pembuatan Sel Surya. Dipresentasikan pada
Studi Perencanaan dan Pembangunan PLTMH di Universitas
Muhammadiyah Malang pada 22 Maret 2014.
Suwignyo & Suhardi, D. 2014. Mengembangkan Potensi Energi Terbarukan
dengan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH).
Dipresentasikan pada Studi Perencanaan dan Pembangunan

30. PLTMH di Universitas Muhammadiyah Malang pada 22 Maret
2014.
Universitas Negeri Malang. 2010. Pedoman Penulisan Karya Ilmiah : Skripsi,
Tesis, Disertasi, Artikel, Makalah, Tugas Akhir, Laporan
Penelitian. Edisi Kelima. Malang : Universitas Negeri Malang.