Perhitungan Daya dan Energi Listrik
13 02 2009
1 Perhitungan daya listrik pada sistem PLTMH
• Daya poros turbin
Pt=9.81 xQxHx n (1)
• Daya yang ditransmisikan ke generator
Ptrans = 9.81 x Q x H x nt x nbelt (1)
• Daya yang dibangkitkan generator
P~. = 9.81 x Q x H x nt x nbelt x ngen (3)
dimana :
Q = debit air, m3/detik
H = efektif head, m
ill: = efisiensi turbin
= 0.74 untuk turbin crossflow T-14
= 0.75 untuk turbin propeller open flume lokal
nbelt = 0.98 untuk flat belt, 0.95 untuk V belt
ngen = efisiensi generator
Daya yang dibangkitkan generator ini yang akan disalurkan ke pengguna. Dalam perencanaan jumlah kebutuhan daya di pusat beban harus di bawah kapasitas daya terbangkit, sehingga tegangan listrik stabil dan sistem menjadi lebih handal (berumur panjang)
2. Kebutuhan listrik masyarakat
Kebutuhan listrik masyarakat, khususnya pada program pelistrikan desa sangat dibatasi. Hal ini didasarkan ketersediaan potensi sumber daya air, kemampuan memelihara dan membiayai penggunaan listrik, serta besaran biaya pembangunan.
Salah satu faktor pembatas adalah. pemilihan pembatas arus terkecil di pasaran, yaitu 0.5 A, sehingga daya yang dapat digunakan untuk setiap sambungan instalasi rumah rata-rata sebesar 110 W. Penggunaan listrik masyarakat perdesaan dengan PLTMH ini, khusus untuk penerangan digunakan pada malam hari dengan pertimbangan pada siang hari sebagian besar masyarakat bekerja.
ESTIMASI BIAYA PEMBANGUNAN PLTMH
1 Analisis Harga Satuan
Perhitungan analisis harga satuan merupakan tahapan paling terdepan dari estimasi biaya pembangunan. Parameter perhitungan dan analisis harga satuan pekerjaan pada perencanaan PLTMH antara lain
• Lokasi sumber material diharapkan pada jarak terdekat dengan lokasi pekerjaan konstruksi
• Tenaga kerja yang digunakan menggunakan tenaga kerja lokal di lokasi proyek dengan upah didasarkan pada harga satuan yang berlaku di wilayah tersebut. Penggunaan tenaga kerja diluar lokasi, hanya pada tingkatan pengawas dan tukang untuk pekerjaan tertentu dengan upah didasarkan pada harga yang wajar.
• Harga satuan material diperoleh dari harga satuan material dan bahan yang berlaku di wilayah rencana pembangunan PLTMH dan disesuaikan dengan faktor lokasi proyek (penyesuaian biaya transportasi dan pengangkutan)
Secara umum komponen harga satuan yang diperhitungkan meliputi:
a. Komponen tenaga
Koefisien komponen tenaga untuk masing-masing harga satuan diperoleh dari analisa kebutuhan tenaga yang diperlukan untuk setiap pekerjaan sesuai dengan standar yang berlaku, khususnya dalam pekerjaan sipil
b. Komponen bahan dan material
Dalam perhitungan koefisien bahan dan material yang akan digunakan mengacu pada analisa satuan pekerjaan yang berlaku
c. Komponen peralatan
Perhitungan koefisien peralatan didasarkan pada peralatan yang digunakan dalam satuan pekedaan, sebagaimana yang berlaku secara umum dalam pekerjaan sipillkonstruksi.
Hasil perhitungan analisis harga satuan sesuai jenis pekerjaan dapat dilihat pada lampiran setiap lokasi rencana pembangunan PLTMH.
2 Komponen Biaya Pembangunan PLTMH
Komponen biaya pembangunan PLTMH pada studi perencanaan ini terdiri dari
1. Engineering
Komponen engineering pada pembangunan PLTMH dialokasikan untuk kegiatan detail desain, supervisi pembangunan, dan penyiapan dokumen teknis akhir pembangunan PLTMH. Pada beberapa kasus kegiatan ini dapat diasumsikan terintegrasi pada pelaksana pembangunan. Pada model pembangunan lainnya, khususnya yang melibatkan dana cukup besar, kegiatan engineering dilaksanakan oleh konsultan teknik yang bertanggung jawab mereview basic desain, mengawasi pelaksanaan (supervisi), menyiapkan dokumen teknis akhir, dan melaksanakan komisioning bersama pelaksana pem6ang’unan.
Komponen biaya engineering ini dihitung berdasarkan kebutuhan minimum penggunaan tenaga ahli senior dan berpengalaman pada bidang pekerjaan sipil, teknik mesin atau elektro, dan juru gambar.
2. Peralatan Elektrikal – Mekanik
Komponen peralatan elektrikal – mekanik meliputi pengadaan sarana dan peralatan :
Turbin dan perlengkapannya yang terdiri dari unit turbin, sistem transmisi mekanik, base frame, biaya instalasi dan trial run.
Generator dan base frame
Panel kontrol (switch gear dan kontrol beban) Ballast Load
Instalasi peralatan elektrikal dan sistem pengkabelan Biaya lain-lain (10%)
3. Pekerjan Sipil
Pekerjaan sipil pada pembangunan PLTMH meliputi:
Bangunan intake -weir, Saluran pembawa, Bak pengendap, Bak penenang, Pipa pesat, Bangunan pelimpas, Rumah pembangkit,Pondasi turbin (under ground),Saluran pembuangan,Biaya fain-lain (5%)
4. Jaringan Transmisi, Distribusi, dan Instalasi Rumah
• Tiang lisfrik
• Pengadaan kabel
• Instalasi rumah
• Biaya lain-lain (5%)
5. Komponen Lain-lain
Komponen lain-lain yang dimaksud pada bagian ini adalah alokasi untuk:
Penggunaan alat bantu khusus apabila harus diperlukan seperti: alat berat untuk penataan lokasi, alat angkut khusus untuk peralatan yang berat
Keuntungan pelaksana pembangunan (15%)
Training/pelatihan operator dan pengelola
6. Pajak
Komponen pajak dihitung terhadap total pekerjaan meliputi pekerjaan 1, 2, 3, 4 dan 5 di atas. Pajak yang diperhitungkan pada perencanaan ini adalah PPn sebesar 10%.
7. Biaya Pengembangan (Project Development)
Biaya pengembangan dapat dikatakan sebagai indirect cost. Komponen ini diperhitungkan sebagai akibat proses penyiapan dan perencanaan pembangunan PLTMH yang tidak mudah dan memerlukan kegiatan pendukung. Besaran Mokasi biaya pengembangan diestimasi berdasarkan prosentase.
Aktivitas yang berkait dengan kegiatan pengembangan ini adalah kegiatan administrasi proyek, manajemen proyek di tingkat owner (pemilik pekerjaan), biaya legal, penyiapan dan pelaksanaan tender, ganti rugi atas pembebasan tanah apabifa ada, monitoring dan evaluasi proyek di tingkat owner.
Sebagai acuan, estimasi biaya pengembangan dikelompokan menjadi: * Manajemen proyek (10%) dari total biaya fisik dan pajak * Tender, kontrak dan legal (5%) dari total biaya fisik dan pajak * Ganti rugi
Referensi dari prosentase dan harga satuan orang berdasarkan standar biaya orang nasionai (Bappenas) dan beberapa rekomendasi pada kegiatan pembangunan PLTMH seperti yang dikeluarkan oleh J1CA dan tingkat kewajaran yang berlaku umum.
Komponen Biaya Operasional
Perawatan PLTMH memegang peranan penting dalam menjaga sustainibility dan kehandalan operasi. Pengelola harus dapat menangani kegiatan perawatan dan membiayainya. Kegiatan perawatan ada yang bersifat periodik (penggantian oli) ada yang bersifat temporer setiap ada kerusakan pada fasilitas bangunan sipil, peralatan elektrikal – mekanik, maupun jaringan transmisi dan distribusi.
Sebagai gambaran kebutuhan biaya perawatan PLTMH, analisis dilakukan untuk periode tahunan (annual cost). Besar biaya perawatan setiap lokasi akan berbeda. Estimasi biaya operasional untuk setiap PLTMH terlampir pada laporan masing~ masing lokasi PLTMH.
Analisis Finansial Skema On Grid
Pada pembangunan PLTMH dengan skerna On-Grid System dilakukan perhitungan kelayakan secara ekonomis. Aspek penilaian kelayakan dilakukan dengan kriteria :
• Pay back periods atau pengembalian investasi maksimum 213 dari umur ekonomis proyek.
• NPV (net present value) investasi > 0
• IRR (internal rate of return) > discount rate
• Profitability Indeks > 1
Parameter atau asumsi yang digunakan pada perhitungan cash flow ditetapkan sebagai berikut:
• Kenaikan biaya OM (operasi dan maintenance) setiap tahun sebesar 4%
• Suku bunga pinjaman kornersial 17%-18%
• Suku bunga deposito 10%
• Tingkat resiko penggunaan equity 5%
Penyesuaian tarif jual listrik ke PLN setiap tahun 2,5%
Skerna investasi 100% equity, dan equity.. loan (60%: 40%)
Depresiasi 10 tahun
Grace periods pengembalian pinjaman 2 tahun
Jangka waktu pengembalian pinjaman 10 tahun
Berdasarkan hasil analisa kelayakan dapat disimpulkan bahwa faktor tarif menjadi kunci menarik tidaknya investasi pada pembangunan PLTMH. Investasi pembangunan PLTMH akan menarik untuk kapasitas pembangkitan skala minihidro > 100 W Pada skala minihidro ini biaya pembangunan per kW daya terpasang
cukup kecil < Rp 10 juta per kW, energi listrik yang dijual cukup besar, pendapatan penjualan energi listrik lebih besar, sehingga tingkat pengembalian investasi lebih baik. Analisa kelayakan ekonomi pada skema on – grid ini dapat dilihat pada laporan lokasi potensi pembangunan PLTMH (site report).
Penutup
Investasi pembangunan PLTMH relatif besar sekitar Rp 20 jutalkW terbangkit dengan tidak memasukkan biaya perencanaan dan pengembangan proyek pemerintah. Biaya pembangunan ini semakin besar untuk kapasitas pembangkitan yang kecil, yaitu berkisar Rp 26 juta per kW untuk kapasitas 20 _-30 W. Semakin besar kapasitas pembangkitan maka biaya pembangunan per kW akan menurun, berkisar Rp 16 – 17 juta untuk kapasitas 40 kW – 50 kW dan di bawah Rp 10 juta per kW untuk skala minihidro, > 100 W. Hal ini dapat menjadi acuan apabila pembangunan dilakukan oleh swasta dengan sumber pembiayaan di luar APBD atau APBN.
Besamya biaya pembangunan ini tentunya diharapkan dapat diimbangi oleh kemampuan masyarakat dalam mengoperasikan, mengelola dan mengembangkan PLTMH sebagai motor penggerak kegiatan ekonomi pedesaan dan kegiatan produktif kelompok masyarakat. Identifikasi potensi pengembangan kegiatan ekonomi produktif seperti agro processing, home industri dan agro, industri sangat penting dilakukan baik oleh masyarakat maupun pemerintah dan pihak-pihak yang interest dalam pengembangan kegiatan ekonomi masyarakat untuk mengoptimalkan fungsi PLTMH selain untuk penerangan.
Pada saatnva, realisasi pelaksanaan pembangunan PLTMH memerlukan kompetensi dari pelaku atau pelaksana pembangunan. Hal ini disebabkan sifat pembangunan PLTMH yang khas sebagai bagian kegiatan pengembangan masyarakat (community development).
Pada skerna pembangunan PLTMH sebagai unit usaha (on grid system) maka idealnya biaya pembangunan paling efisien dan memberikan tingkat pengembalian yang tinggi yang akan menarik investor/swasta. Dalam hal ini pembangkitan skala minihidro, > 100 kW dapat memberikan kelayakan finansial yang baik dan menarik untuk distudi lebih jauh sebagaimana dapat dilihat pada laporan setiap lokasi, khususnya untuk skerna on grid.
Arus netral pada gardu distribusi karena beban tak seimbang »
arievolution (09:09:34) :
Pada dasarnya pemilihan tipe turbin untuk PLTMH sama seperti pemilihan tipe turbin pada PLTA konvensional yang pernah ada. Dasar pemilihan tipe turbin sebagai penggerak generator pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) terlebih dahulu harus diketahui besaran Head (meter), debit air (m3/detik) , dan besarannya kecepatan putar turbin (n). Kecepatan putaran turbin diperoleh dengan mengetahui kecepatan air yang akan masuk sudu-sudu turbin, dengan merubah kecepatan linear menjadi kecepatan keliling (sentrifugal) pada poros turbin tersebut yang disebut dengan kecepatan keliling (U1 = D x phi x n).
Dimana: U1 = Kecepatan Keliling D= Diameter Roda Turbin n = Putaran Turbin
Dalam pemilihan kecepatan putaran sedapatnya ditentukan setinggi mungkin, karena dengan kecepatan putar yang tinggi akan didapat momen punter (kopel) yang kecil, poros yang kecil, dan diameter roda turbin yang kecil, sehingga akan membuat ukuran generator lebih kecil. Kecepatan keliling U1 meningkat dengan membesarnya n. Selanjutnya yang sangat penting untuk diketahui dalam merencanakan turbin adalah menentukan kecepatan spesifik (nq ) yang akan sangat menentukan dalam perencanaan tipe turbin yang akan digunakan dalam PLTMH. Besar kecepatan spesifik ( nq) dapat diperoleh dengan rumus:
Dimana: n = Jumlah putaran permenit V = Kapasitas air ( m3/detik) H = Head/ tinggi air jatuh (m)
Perencanaan Pipa Pesat (Penstock) Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)
Pipa pesat (penstock) berfungsi untuk menyalurkan dan mengarahkan air ke cerobong turbin. Salah satu ujung pipa pesat dipasang pada bak penenang minimal 10 cm diatas lantai dasar bak penenang. Sedangkan ujung yang lain diarahkan pada cerobong turbin. Pada bagian pipa pesat yang keluar dari bak penenang, dipasang pipa udara (Air Vent) setinggi 1 m diatas permukaan air bak penenang. Pemasangan pipa udara ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya tekanan rendah (Low Pressure) apabila bagian ujung pipa pesat tersumbat. Tekanan rendah ini akan berakibat pecahnya pipa pesat. Fungsi lain pipa udara ini untuk membantu mengeluarkan udara dari dalam pipa pesat pada saat start awal ½ inch.ÆPLTMH mulai dioperasikan. Diameter pipa udara ±
Jenis bahan dan ukuran pipa pesat
Ada beberapa jenis dan bahan pipa pesat yaitu: 1. Pipa Carbon (Pipa baja) 2. Pipa spiral welded steel (Pipa baja spiral) 3. Pipa PVC 4. Pipa rolled weided steel (pipa baja gulung)
Pipa PVC lebih baik digunakan pada konstruksi pipa pesat yang tertanam ditanah, karena tidak tahan terhadap panas matahari. Sebaiknya digunakan pipa pesat dengan tebal minimal 3 – 4 mm. Perawatan pipa pesat dilakukan dalam jangka waktu tertentu. Misalnya pertahun dengan melaksanakan pengecatan ulang. Sedangkan secara rutin dilakukan kontrol terhadap kebocoran yang mungkin terjadi.
Perencanaan Pipa pesat (penstock)
Diameter Pipa Pesat
Hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan penstock untuk PLTMH adalah diameter pipa. Semakin kecil diameter maka kecepatan air dalam penstock akan semakin naik untuk debit yang sama, rugi – rugi pada penstock disebabkan debit air dan tinggi jatuh yang relatif kecil dan ketersediaan material di daerah lokal. Perhitungan diemeter menggunakan rumus sebagai berikut: A = ¼ π.d2 ; Q= A x V ; A = Q / V Sehingga:
Dimana: A = Luas Penampang pipa (m2) Q = Debit Air (m3/detik) d = Diameter (m) V = Kecepatan Air (m/detik)
Dalam perencanaan pipa pesat diupayakan dibuat lurus untuk mengurangi rugi – rugi pusaran dan rugi gesekan. Untuk mengurangi rugi-rugi pusaran air pada sisi masuk penstock maka harus ditentukan jarak minimum intake penstok dari permukaan air penampungan air (forebay).
Jarak minimum batang pipa dari permukaan penampung air
Untuk menentukan jarak tersebut dapat menggunakan rumus :
Dimana: X = Jarak Minimum (m) d = Diameter (m) V = Kecepatan Air (m/detik) g = 9.8 P = Tekanan Air pada kepala pipa pesat (kg/cm2)
Ketebalan dinding batang pipa
Untuk menentukan ketebalan dinding pipa, terlebih dahulu harus mengetahui tekanan desain S dan perhitungan tekanan pada kepala pipa total, yaitu tekanan di tambah perkiraan kemungkinan tekanan yang akan terjadi. Ptotal = P + (% perkiraan tekanan tambahan x P)
jadi ketebalan =
= EffisiensihDimana: Ptotal = tekanan pada kepala pipa total (kg/cm2) S = Tekanan Desain yg di perkirakan (kg/cm2)
Cuma ini saja jawaban dari saya…….
| Analisa Ekonomi Mikrohidro |
|
|
|
| Diupload Oleh Administrator |
| Monday, 20 August 2007 |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar