-
i
PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
JUDUL PROGRAM
PLTNH (PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NANO HIDRO)
(PEMBANGIT LISTRIK BERBASIS TENAGA AIR SEDERHANA UNTUK
KEADAAN DARURAT DI INSTALASI PENERANGAN RUMAH TANGGA)
BIDANG KEGIATAN :
PKM - KARSA CIPTA
Diusulkan oleh :
Erfan Djati Widodo 3.31.13.1.08/2013
Ilham Adha Firdaus 3.31.13.1.10/2013
Reski Trimayuda Marani 3.31.13.1.16/2013
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
SEMARANG
2014
-
ii
-
iii
DAFTAR ISI
Halaman Sampul .............................................................................................. i
Halaman Pengesahan ....................................................................................... ii
Daftar Isi........................................................................................................... iii
Ringkasan ......................................................................................................... iv
I. Pendahuluan ................................................................................... 1
II. Tinjauan Pustaka ............................................................................. 2
III. Metode Pelaksanaan ........................................................................ 5
IV. Jadwal Kegiatan dan Biaya ............................................................. 6
V. Daftar Pustaka ................................................................................. 8
Lampiran - lampiran
-
iv
RINGKASAN
Pemadaman listrik akhir-akhir ini sering terjadi, terutama di kalangan rumah
tangga. Hal ini disebabkan karena transmisi listrik dari PLN yang sulit
terdistribusikan. Sehingga penulis merasa kurang nyaman apabila terjadi pemadaman
dan harus menggunakan penerangan sederhana yang mahal dan beresiko terjadi
kebakaran. Oleh karena itu, dalam kegiatan PKM ini tim penulis menciptakan
inovasi terbaru untuk pembangkit listrik tenaga air yang berskala nano yang
memanfaatkan air dari PAM yang mengalir deras. PLTNH diharapkan dapat
mensuplai listrik untuk fungsi penerangan dalam rumah. Kegiatan ini bertujuan untuk
menghasilkan produk PLTNH yang dapat digunakan untuk seluruh kalangan
masyarakat dalam meningkatkan kenyamanan.
Produk PLTNH memiliki cara kerja seperti PLTA yang dasarnya adalah
sebuah turbin yang digerakkan oleh air PAM yang kemudian disimpan dalam AKI
dan menggunakan inverter untuk mengubah tegangan Dc menjadi tegangan Ac.
Dengan desain PLTNH yang kecil dan dengan harga terjangkau, PLTNH diharapkan
dapat diproduksi masal untuk kalangan masyarakat.
Kegiatan ini dilakukan dengan kajian teori, melakukan percobaan berdasarkan
teori yang ada, serta modifikasi dari hasil percobaan tersebut.
-
1
I. PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah
Dalam usaha meningkatkan mutu kehidupan dan pertumbuhan ekonomi
dikalangan masyarakat, energi listrik memiliki peranan yang sangat penting.
Ketersediaan energi listrik di kalangan masyarakat sebagai salah satu bentuk energi
yang siap pakai, selain untuk penerangan tentu saja akan mendorong segala kegiatan
di berbagai aspek. Salah satu inovasi ini dapat berpotensi untuk dijadikan sumber
energi pembangkit listrik tenaga air skala mini. Untuk mengurangi keterbatasan
sumber energi listrik maka pembangkit listrik ini dapat menjadi solusi. Pembangkit
listrik ini menggunakan suatu inovasi teknologi baru yang dikembangkan untuk
membuat suatu cadangan sumber energi listrik dalam skala kecil yang dapat
digunakan untuk instalasi listrik di rumah tangga.
Melalui program PKM ini, penulis mencoba membuat sebuah desain PLTNH
dengan memperhatikan efisiensi, biaya produksi serta kenyamanan. Besar harapan
penulis agar PLTNH ini dapat menjadi pelopor teknologi kreatifitas dan solusi
sebagai sumber energi cadangan di masyarakat.
Perumusan Masalah
Perumusan yang akan digunakan adalah bagaimana membuat suatu desain
PLTNH yang memiliki tingkat kualitas efisiensi yang lebih tinggi serta mudah dan
menarik. Efisiensi yang dimaksud adalah tingkat kebutuhan yang digunakan
masyarakat, kualitas bahan, serta kenyamanan bagi pengguna. Desain yang dibuat
mencakup sistem pembangkit listrik tenaga air sebagai dasar pembuatan PLTNH.
Tujuan
Tujuan program yang hendak dicapai adalah sebagai berikut :
a. Mensosialisasikan suatu inovasi baru tentang PLTNH.
b. Menumbuhkan jiwa kreatifitas mahasiswa dalam penggunaan sumber energi
listrik.
c. Meningkatkan kemudahan disekitar lingkungan masyarakat.
d. Meminimalisir keterbatasan sumber energi listrikyang ada di lingkungan
masyarakat.
e. Menjadi suatu alat penyimpanan sumber energi listrik di lingkungan
masyarakat.
-
2
Luaran Yang Diharapkan
Luaran yang diharapkan dalam program ini adalah :
a. Mencegah sering keterbatasan sumber energi listrik di lingkungan
masyarakat.
b. Meningkatkan efisiensi penggunaan energi listrik di kalangan masyarakat.
c. Menemukan manfaat produk PLTNH bagi lingkungan masyarakat.
Kegunaan
a. Dapat membangkitkan energi listrik berbasis tenaga air sebagai sumber energi
listrik cadangan.
b. PLTNH sebagai inovasi baru dalam pencegahan keterbatasan sumber energi
listrik di lingkungan masyarakat.
c. Meningkatkan kreatifitas mahasiswa dalam menciptakan hasil karya yang
dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan dan menyimpan sumber energi listrik
di lingkungan masyarakat.
d. Menumbuhkan rasa kenyamanan bagi penggunanya ketika suatu saat sumber
energi listrik hilang atau padam.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Dasar Teori
PLTNH adalah suatu sistem yang memanfaatkan air yang mengalir, atau
dialirkan sedemikian rupa, sehingga dapat menghasilkan energy listrik dalam
skala kecil. Komponen pada system mikrohidro, tidak jauh berbeda dengan
sistem PLTA, yang antara lain adalah:
1. Turbin
2. Altenatoratau generator
3. Transmisi roda gigi
Sedangkan untuk mendapatkan hasil atau energi listrik yang optimal
bias ditambahkan komponen lain seperti nosel ataupun accumulator untuk
menyimpan energy listrik yang dihasilkan.
Prinsip kerja system mikrohidro adalah:
Pertama, aliran air diarahkan ke turbin sedemikian rupa sehingga
turbin dapat berputar. Putaran dapat terjadi karena aliran air menabrak sudu-
sudu turbin sehingga energy mekanis dari air diubah untuk menggerakkan
turbin. Seiring perputaran turbin maka poros turbin pun ikut berputar. Putaran
dari poros turbin tidak dapat secara langsung digunakan untuk memutar
-
3
alternator karena putaran poros harus disesuaikan dengan spesifikasi
alternator. Karena itulah diperlukan adanya transmisi roda gigi, tidak lain
untuk menyesuaikan putaran seperti apa yang diinginkan (sesuai dengan
spesifikasi alternator).
Jika didasarkan pada pemakaian atau tidaknya nosel pada turbin, maka
turbin dapat dibedakan menjadi dua yaitu:
1. Turbin Impulse, dan
2. TurbinReaksi.
Turbin impulse menggunakan nosel untuk mempercepat aliran,
sedangkan turbin reaksi dapat digunakan tanpa harus membuat nosel. Secara
garis besar perbedaan kedua jenis turbin diatas adalah sebagai berikut:
Jenis Turbin Turbin Reaksi Turbin Impuls
Keunggulan Hasil lebih besar
Efisien pada head rendah
Efisien pada head tingi
Tidak terpengaruh oleh
pengotor air
Kelemahan Perawatan susah dan mahal Tidak optimal pada head yang
rendah
Dalam dunia keteknikan dikenal banyak jenis turbin diantaranya adalah Turbin
Cross-flow Francis, Pelton, Keplan, dan Turgo. Turbin Crossflow atau turbin bangki
dapat bekerja baik pada head yang randah serta debit air yang tidak terlalu besar.
Turbin Crossflow dapat bekerja efektif pada head 1 meter sampai dengan 12 meter.
Banyak kemudahan yang bisa didapatkan dari turbin ini tidak hanya pembuatannya
yang mudah dan murah, perawatannya pun tidak mahal dan tidak susah. Turbin
Francis terdiri dari sudu sudu pengarah dan sudu jalan yang keduanya terendam
dalam air. Turbin jenis ini menggunakan saluran berbentuk rumah keong untuk
mengalirkan air. Karena kerumitannya turbin ini tentu sulit untuk dibuat. Turbin
Kaplan seperti baling-baling kipas angin listrik. Kelengkungan sudu, jumlah sudu,
dan belokan air dalam sudu pada Turbin Kaplan lebih kecil jika dibandingkan dengan
Turbin Francis, karena turbin ini digunakan pada kapasitar aliran yang besar dengan
head yang kecil. ( Dietzel, 1980)
Jika didasarkan pada pemakaian atau tidaknya nosel pada turbin, maka turbin
dapat dibedakan menjadi dua yaitu:
1. Turbin Impulse, dan
-
4
2. Turbin Reaksi.
Pada tahap awal, pemilihan jenis turbin dapat diperhitungkan dengan
mempertimbangkan parameter-parameter khusus yang mempengaruhi sistem operasi
turbin, yaitu :
1. Potensi daya air
Daya potensial yang tersedia dari tenaga air dihitung dengan rumus:
P = x Q x H
Dimana:
= berat jenis air ( N/m3)
Q = debit air (m3/s)
H = tinggi jatuh air (m)
P = x Q x H
= 9800 x 0,00015 x 1
= 1,47kW
2. Daya output turbin
Daya output pada turbin dihitung dengan rumus :
P = g x Q x h x eff. turbin
Dimana:
P = Daya (watt)
g = percepatan gravitasi (9.8 m/s2)
H = head (m)
Q = debit air (liter/sekon)
eff. turbin = Efisiensi turbin (untuk tipe crossflow = 0,7-0,8)
Misal efisiensi turbin =570% (untuk turbin hingga 10kW)
P teoritis = (0,15 x 1 x 9.81 0.5)
= 0,736 Kw
-
5
III. METODE PELAKSANAAN
Diagram alur penelitian yang akan dilakukan:
Diagram 1. Alur Penelitian PLTNH
Mulai
Studi Literatur
Desain Awal
Cek Fungsionalitas
Gagal
Desain Ulang
Berhasil
Cek Kualitas
Gagal
Selesai
-
6
IV. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN
A. Biaya
No Jenis Pengeluaran Biaya (Rp)
1 Peralatan penunjang Rp. 103.000,00
2 Bahan habis pakai Rp. 5.077.000,00
3 Perjalanan -
4 Lain-lain -
Jumlah Rp.5.270.000,00
-
7
B. Kegiatan
No Jenis Kegiatan
Waktu Kegiatan
Bulan 1 Bulan 2 Bulan 3 Bulan 4 Bulan 5
Minggu
ke-
Minggu
ke-
Minggu
ke-
Minggu
ke-
Minggu
ke-
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Persiapan dan pengumpulan hasil
survey
2 Analisa hasil survey
3 Perancangan peralatan dan hasil
komponen
4 Pengolahan dan analisisa data
5 Perakitan komponen
6 Pengujian rangkaian
7 Membandingkan hasil analisis data
8 Kesimpulan, saran, dan laporan akhir
Tabel 1. Jadwal Kegiatan
-
8
V. DAFTAR PUSTAKA
_______. 2014,http://insyaansori.blogspot.com/2014/02/pembangkit-listrik-
tenaga-mikro-hidro.html (diakses 10September 2014)
_______.2014,http://xa.yimg.com/kq/groups/21848584/1643241799/name/PROP
OSAL+PEMANFAATAN+MIKROHIDRO+SEBAGAI+PEMBANGKIT.docx(d
iakses 10September 2014)
_______.2014,http://id.wikipedia.org/wiki/Mikrohidro(diakses 14September 2014)
_______.2014,ahabe.wordpress.com/plth(diakses 14September 2014)
Arismunandar, Wiranto. 1977. Penggerak Mula Turbin. Bandung: ITB.
Dietzel, Fritz, & Dakso Sriyono. 1980. Turbin, Pompa, dan Kompressor.
Jakarta:Erlangga.
Kadir, Abdul.1987. Energi: Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik dan Potensi
Ekonomi: UI-Press.
Pekik A. Dahono. 2004. Sumber Energi Alternatif (SEA), Laboratorium Penelitian
Konversi Energi Elektrik. Bandung: Teknik Elektro. ITB.
Zuhal. 197 Dasar Tenaga Listrik. Bandung: Institut Teknologi Bandung (ITB).
-
A.
-
Justifikasi Anggaran Kegiatan
1. Peralatan penunjang
Material Justifikasi
Pemakaian
Kuantitas Harga
Satuan (Rp)
Jumlah (RP)
Solder 2160 jam 1 buah Rp 70.000,00 Rp 70.000,00
Tang Sekun 1116 jam 1 buah Rp 25.000,00 Rp 25.000,00
Atraktor 2060 jam 1 buah Rp 8.000,00 Rp 8.000,00
SUB TOTAL (Rp) Rp 103.000,00
2. Bahan Habis Pakai
Material Justifikasi
Pemakaian
Kuantitas Harga Satuan (Rp) Jumlah (RP)
Transformator step up 2160 jam 1 buah Rp600.000,00 Rp. 600.000,00
Turbin 2160 jam 2 buah Rp 450.000,00 Rp.900.000,00
Dioda Rectifire 2160 jam 12buah Rp. 1.000,00 Rp.12.000 ,00
Generator 2160 jam 1 buah Rp. 1.200.000,00 Rp. 1.200.000,00
Kabel NYAF 1,5
mm2
2160 jam 8meter Rp. 3000,00 Rp.24.000,00
Kawat tembaga 0,20
mm2
2160 jam 200 meter Rp. 2000,00 Rp. 400.000,00
Kawat tembaga 0,30
mm2
2160 jam 250 meter Rp. 2.200,00 Rp. 550.000,00
Selubung kawat 0,40
mm2
2160 jam 10 meter Rp.2500,00 Rp.25.000,00
Terminal blok 2160 jam 5 meter Rp. 5000,00 Rp. 25.000,00
Sekrup 0,1 mm2 2160 jam 1pak Rp. 20.000,00 Rp. 20.000,00
Sepatu kabel1,5 mm2 2160 jam 10 buah Rp. 500,00 Rp. 5.000,00
Timah 2160 jam 2buah Rp. 16.000,00 Rp.32.000,00
Penutup turbin 2160 jam 1 buah Rp. 150.000,00 Rp. 150.000,00
Panel besi 2160 jam 1 buah Rp. 400.000,00 Rp. 400.000,00
Kabel NYMHY 2160 jam 25 meter Rp. 10.000,00
10.000,00/M
Rp. 250.000,00
Aki 24V 2160 jam 1 buah Rp.250.000,00 Rp. 250.000,00
Aki 12V 2160 jam 1buah Rp. 150.000,00 Rp. 150.000,00 Lampu LED 4W 2160 jam 2 buah Rp. 30.000,00 Rp. 60.000,00
Fitting lampu 2160 jam 2 buah Rp. 2000,00 Rp. 4.000,00
Stop kontak 2160 jam 4buah Rp. 3500,00 Rp. 14.000,00
Steker 2160 jam 2 buah Rp. 3000,00 Rp. 6.000,00
SUB TOTAL (Rp) Rp. 5.167.000,00
-
3. Perjalanan
4. Lain-lain
Material Justifikasi
Perjalanan
Kuanitas Harga
Satuan (Rp)
Jumlah (Rp)
Perjalanan ke
tempat/kota
- - - -
SUB TOTAL (Rp) Rp 0
Material Justifikasi
Perjalanan
Kuanitas Harga
Satuan (Rp)
Jumlah (Rp)
Perjalanan ke
tempat/kota
- - - -
SUB TOTAL (Rp) Rp 0
-
SUSUNAN ORGANISASI TIM KEGIATAN DAN PEMBAGIAN TUGAS
No. Nama/NIM Program Studi Bidang
Ilmu
Alokasi
Waktu
(Jam/Minggu)
Uraian Tugas
1. Erfan Djati
Widodo/
3.31.13.1.08
Teknik Listrik Ilmu
Terapan
20 Mengkoordinasi
seluruh anggota
kelompok dan
penanggung
jawab
2. Ilham Adha
Firdaus/
3.31.13.1.10
Teknik Listrik Ilmu
Terapan
20 Penyusun
laporan, editor
laporan dan
pencari
narasumber
3. Reski
Trimayuda
Marani
3.3113.1.16
Teknik Listrik Ilmu
Terapan
20 Penyusun
laporan, survei
lapangan dan
penyusun
anggaran biaya
-
GAMBAR GAMBAR
1. GAMBAR PLTNH
2. GAMBAR INSTALASI LAMPU DARURAT