Energi Hidro



Perancangan Turbin Aksial Serta Arus Lintang Untuk Potensi Hidro Dengan Tinggi Terjunan Rendah Pertumbuhan kebutuhan tenaga listrik pada periode 2019-2028 diproyeksikan terus mengalami peningkatan dengan rata-rata per tumbuhan 6.3 % per tahun[1]. Perencanaan pasokan tenaga listrik yang sesuai dengan potensi dan sumber daya energi primer pada pembangkit listrik merupakan kunci dari pemenuhan kebutuhan tersebut. Perencanaan pembangkit listrik baru dengan bahanbakar primer dari energi fossil yang tidak ramah 2 lingkungan mulai dikurangi sesuai dengan yang diamanatkan UU Nomor 30 Tahun 2007 tentang energi. Sejalan dengan itu, kontribusi Energi Baru Terbarukan (EBT) yang ramah lingkungan diharapkan pada tahun 2025 mencapai 23 % dari total bauran energi nasional. Diversifikasi energi sebagai salah satu cara mewujudkan kemandirian dan ketahanan energi merupakan salah satu langkah untuk meningkatkan kontribusi EBT pada bauran energi nasional.

Pemanfaatan energi air yang massive merupakan salah satu bentuk diversifikasi energi yang dapat dilakukan, dimana potensi tenaga air tersebar hampir di seluruh Indonesia dan diperkirakan mencapai 75.000 MW, sementara pemanfaatannya kurang dari 10.1 persen. Potensi yang besar untuk tenaga air diklasifikasi menjadi Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) >10 MW, Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTM) 1 MW<10 MW dan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) <1 MW. Potensi PLTMH pada saat ini belum maksimal dimanfaatkan. Total potensi PLTMH mencapai 19,385.796 MW, dengan sebaran potensi di 31 Provinsi (Tabel 1), Puslitbangtek Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi (P3TKEBTKE) telah membuat peta untuk potensi energi mikro hidro tersebut (Gambar 1.1).

Tabel 1.1 Potensi PLTMH Per Provinsi



Gambar 1.1 Peta potensi PLTMH

Perkembangan PLTMH tergolong sangat lambat terutama energi potensial air dengan terjunan rendah (2 s/d 6 meter) yang ada disaluran irigasi maupun dari terjunan dikarenakan biaya tinggi dalam sisi konstruksi sipil. Pemanfaatan tinggi terjunan rendah tersebut, jika dilakukan secara konvensional menggunakan jenis turbin yang ada saat ini, membutuhkan biaya pembangunan fisik yang tinggi sehingga menjadi tidak layak. 


Gambar 1.2 Volume beton dan diameter runner terhadap terjunan yang digunakan saat ini

Turbin Air untuk tinggi terjunan rendah yang memiliki konstruksi kompak belum banyak diteliti. Tantangan dalam membuat turbin yang kompak menjadikan turbin rentan kavitasi, terjadi penurunan performansi, serta isapan udara dari sudu karena tekanan disudu menjadi lebih rendah dari tekanan atmosfir. Untuk mewujudkan hal tersebut dilakukan kerjasama penelitian antara P3TKEBTKE Kementerian ESDM dan Pusat Penelitian Energi Baru Terbarukan (PPEBT) ITB sertaTelimek LIPI yang dimulai pada 2015 untuk mendapatkan rancangan yang optimal untuk jenis turbin PLTMH untuk terjunan rendah.

Peran P3TKEBTKE dalam kerjasama penelitian ini adalah melakukan supervisi, pembiayaan, dan memberikan masukan metode pembuatan turbin, generator, dan control system dalam pengujian PLTMH low Head. Peran ITB yakni dalam mendesain turbin dan peran Telimek LIPI adalah dalam mendesain generator Hal ini diperkuat dengan kerjasama antara Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral dan Institut Teknologi Bandung tentang Nota Kesepahaman Nomor. 24. Mou/05/BLB/2020, Nomor : 006/11.A/DN/2020.

Hasil kerjasama penelitian lain adalah turbin aksial untuk head yang rendah dan pengembangannya menggunakan metoda inverse design dan radial equilibrium dapat menemukan bentuk sudu maupun airfoil yang optimum. Turbin Aksial ini, dilengkapi dengan Generator Maknit Permanen, dimana rotor generator yang merupakan maknit permanen bersatu dengan rotor turbin, sedangkan stator generator berada disekeliling rotor turbin atau rotor generator, dinamakan Turbin Aksial Generator Maknit Permanen (TAGMP).


Gambar 1.3 Daerah kerja turbin konvensional dan TAGMP

Pengujian TAGMP di laboratorium lapangan Cijedil kab Cianjur, pada bulan Oktober 2018 dapat disimpulkan pada daya rendah walaupun trend dari penambahan debit dan kecepatan putar masih membesar dan belum mencapai puncaknya. Pengujian dilakukan pada daya rendah disebabkan karena kurangnya pasokan air untuk pengujian, air yang ada pada saat ini digunakan untuk produksi daya listrik untuk dipasok ke jaringan itupun bekerja pada 50% kapasitasnya. Hasil pengujian pada Oktober disajikan pada Gambar 3, sebagai berikut :


Gambar 1.4 Daya, tegangan dan Arus pada daerah rpm konstan

Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan purwarupa turbin masih perlu disempurnakan. Pengoptimalan kontruksi salah satunya pada penyekat antara stator dan rotor TAGMP, Generator masih belum menggunakan laminated silicon steel sheet untuk mengurangi kerugian Eddy Current. Pekerjaan ini menggabungkan disiplin mekanik, listrik dan kontrol agar unjuk kerja TAGMP optimal. Selain optimasi TAGMP, pada kegiatan ini akan dilakukan diseminasi hasil rancangan purwarupa turbin head rendah kepada masyarakat khususnya para pemangku kepentingan pembangkit listrik hidro



Copyright © 2020 Balai Besar Survei dan Pengujian Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi
Balai Besar Survei dan Pengujian Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi
Jalan Ciledug Raya Kaveling 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan
Telp. +62 (021) 72798311 Fax. +62 (021) 72798202