Posted by: lizenhs | November 21, 2008

Teknologi Terapan: Pembangkit Listrik Mikro “Kicia Aia” Terapung

Teknologi Terapan:  Pembangkit Listrik Mikro “Kincia Aia” Terapung

Oleh Haslizen Hoesin

Sudah tidak dapat disangkal bahwa pemakaian energi listrik akan selalu meningkat sedangkan pertambahannya tidak cepat.  Beberapa pilihan untuk memperoleh energi listrik murah dan mudah sesuatu yang didambakan.  Satu dari pilihan tersebut adalah kincia aia terpung, mudah dan ramah lingkungan, dapat dibuat dengan bahan setempat (lokal) dan biaya murah.  Sebagai kasus: Sumatra Barat  

 

Keadaan Geografi

           Secara alami Sumbar (Sumatera Barat) berada di pegunungan Bukit Barisan, dataran pantai yang sempit dan gugusan Kepulauan Mentawai. Tanahnya bergunung-gunung dan merupakan kawasan vulkanik dataran tinggi dan pertanian subur. Berada di daerah tropis dan dilintasi oleh garis khatulistiwa.

Keadaan alam yang demikian, maka Sumbar beriklim tropis. Secara umum memiliki curah hujan yang cukup tinggi berkisar antara 1.785 mm sampai dengan 5.615 mm per tahun (Rantau.Net).  Curah hujan, menuju kelaut mengalir di batang aia dan merupakan sumber energi.

 

Batang aia

Sungai dalam bahasa Minang disebut batangaia (batang air).  Bila batangaia diberi nama, kata aia tidak digunakan. Contoh Ombilin, bukan batangaia Ombilin, tapi batang Ombilin.  Bukan pula sungai batang Ombilin, karena artinya sungai sungai Ombilin.  Cara penulisan tersebut memberikan pengertian yang salah.

Di Provinsi Sumatera Barat sangat banyak batang aia (sekitar 230 buah), baik yang kecil maupun yang besar dan arah alirannya.  Secara garis besar ke barat dan timur (rantau.net)

Batangaia yang mengalir ke arah pantai barat, relatif pendek, curam dan berarus deras, sehingga tidak banyak mempunyai arti bagi lalu lintas sungai.

Di kawasan timur mengalir batangaia yang merupakan hulu dari batangaia-ba-tangaia besar yang melintasi provinsi Riau dan Jambi. Karena tidak curam, berarus lebih tenang, serta memiliki kedalaman dan lebar, memungkinkan sebagaia prasarana lalu lintas sungai (www.sumbarprov.go.id).  Tapi bagian hulu batangaia yang berada di Sumatera Barat, tetap curam dan berarus deras. 

Batangaia, baik arah aliran barat maupun timur selain berpotensi untuk pariwisata juga untuk pembangkit listrik.

 

Melestarikan

           Kawasan hutan dan daerah resapan adalah sesuatu yang harus dan penting di lestarikan, karena sangat berpengaruh (berkorelasi) kuat dengan ketersediaan/keberadaan air.  Bila kawasan hutan dan daerah resapan air tidak dilestarikan, (1) mata air kering,  (2) musim kemarau kekeringan dan musim hujan banjir. (3) keberadaan air tanah menurun.  Akan berakibat pada air di batangaia berkurang bahkan kering, dearah pertanian kekurangan air, air bersih (untuk diminum, mandi dan cuci) berkurang, energi aliran air akan menurun/hilang.

           Petunjuk (indikator) lain tentang penyusutan air adalah kincia aia tidak dapat lagi berputar sebagai alat pengubah energi air.  Bila ingin kincia-aia sebagai alat pengubah energi tetap berputar, daerah resapan air jangan diganggu dan harus dipertahankan keberadaannya.  Jadi keberadaan kinciaia sebagai pembangkit energi listrik mendorong kelestarian lingkungan.

 

Sumber dan Ketersediaan Energi

Energi listrik dapat berasal dari energi terbarukan seperti angin, air, gelombang laut, biogas dll.  Energi listrik dapat bersumber dari energi dinamik dan potensial tersimpan pada batang aia.  Energi dinamik berasal dari kecepatan aliran sedangkan potensial deri perbedaan ketinggian. Kondisi geografi Sumbar memiliki persyaratan untuk membangkit energi listrik, karena memiliki aliran air di batangaia dan beda ketinggian.

 

           Ketersediaan air di pegunungan dan danau identik dengan ketersediaan energi, oleh karena itu energi banyak (mungkin berlimpah) Sumatera Barat.  Setiap orang tahu bahwa sebuah batangaia dapat menghasilkan energi listrik, berasal dari aliran air (energi kinetik) dan perbedaan ketinggian (energi potensial) dan tersedia gratis. Pembangkit energi listrik dari energi kinetik dan potensial dapat dibuat berskala kecil dan menegah dan dapat dikelola masyarakat sering disebut Teknologi Tepat Guna (TTG)  

 

Teknologi Tepat Guna

Teknologi adalah pengetahuan yang digunakan untuk membuat barang, menyediakan jasa, serta meningkatkan cara dalam menangani sumberdaya yang terbatas.   Teknologi dapat diklasifikasikan dalam Teknologi Baru, Teknologi Tinggi, Teknologi Rendah, Teknologi Menegah dan TTG.

Suatu teknologi diklasifikasikan sebagai TTG bila mengandung beberapa ciri (1) didukung oleh sumber daya alam dan sumberdaya manusia.  (2)  dapat dipertanggung secata teknis, dapat diserap, dipelihara dan dikembangkan sendiri,  (3)  mempunyai potensi untuk membuka lapangan kerja baru,  (4)  produktif, memberikan nilai tambah dan tersedia pasar yang dapat menyerap produk yang dihasilkan.

TTG adalah jenis teknologi yang dikembangkan dan dapat dipergunakan untuk peningkatan kesejahteraan masyarakat.  Suatu teknologi disebut TTG, persyaratan yang harus dipenuhi meliputi: teknis, ekomomi dan sosial budaya. Baca juga Teknologi Tepat Guna: Apaaa….. Ituu????, https://lizenhs.wordpress.com/2008/12/23/teknologi-tepat-guna-apaaa-itu/ 

Teknis, yaitu memperhatikan dan menjaga tata kelestarian lingkungan hidup, penggunaan secara maksimal bahan baku lokal, menjamin mutu (kualitas) dan jumlah (kuantitas) produksi, secara teknis efektif dan efisien, mudah perawatan dan operasi, serta relatif aman dan mudah menyesuaikan terhadap perubahan.   

Ekonomis, yaitu efektif menggunakan modal, keuntungan kembali kepada produsen, jenis usaha kooperatif yen mendorong timbul industri lokal. 

Sosial budaya, memanfaatkan keterampilan yang sudah ada, menjamin perluasan lapangan kerja, menekan pergeseran tenaga kerja, menghidari konflik sosial budaya dan meningkatkan pendapatan yang merata.  

Teknologi bila dikaitkan dengan merubah energi air menjadi energi listrik dan dapat dibuat oleh masyarakat setempat (TTG) adalah kincir-air, turbin Banki dan turbin Kaplan dalam skala/bentuk kecil.  Berikut ini yang dibahas adalah kincia-aia meliputi Tekno ekeonomi, instalasi dan perencanaan.

Tekno Ekonomi Kincia

           Pembuatan kincia-aia, ditujukan untuk membangkit listrik bertenaga kecil sampai menengah.  Kincia-aia dapat dibagun di perkotaan dan di pedesaan yang dilintasi oleh batangaia dengan kedalaman dan kecepatan air yang memadai.  Tetapi yang berkembang sekarang adalah berkaitan dengan kelangkaan energi dan ketergantungan kepada PLN.

Berdasarkan pengamatan sementara pemakaian energi oleh masyarakat berkisar 4 sampai 5 jam sehari, dari daya terpasang.  Pemakaian energi yang rendah disebabkan oleh pemakaian untuk penerangan semata.  Kebutuhan seperti ini dapat dipenuhi dengan pembangkit listrik mikro kincia-aia

Bila berpikir secara ekonomi, maka pembangkit listrik tenaga kincia-aia dapat dicapai dengan baik, bila (1) suatu rencana yang matang, (2) melibatkan peran serta masyarakat setempat secara aktif sejak awal pembangunan dan  (3) keterlibatan aparat setempat sebagai pendorong.  

Sesuatu yang menguntungkan dari pembangkit listrik kicia-aia, karena memiliki jaringan transmisi dan distribusi sendiri, dapat diusahakan masyarakat setempat, seperti badan usaha koperasi atau organisasi usaha sesuai keinginan masyarakat.  Apapun bentuk dan nama organisasi usaha, organisasi itu harus terbuka (transparan).

 

Pemilihan Pembangkit dan Instalasi

            Pemilihan teknologi untuk pembangkit listrik kincia terletak pada pemilihan komponen utama yaitu kincia dan generator.

Kincia, pemilihan tergantung pada perbedaan ketinggian, kecepatan dan debit air.  Generator, terdapat dua jenis generator, yaitu (1) Generator singkron, bekerja pada kecepatan yang berubah-ubah, cocok untuk daerah terpencil.  (2) Generator induksi, bekerja pada kecepatan yang tidak berubah-ubah, cocok untuk daerah yang telah dilalui jaringan listrik. Kincia-aia yang dibahas berikut adalah kincia aia aliran bawah terapung.

Kincia-aia terpung merupakan pengembangan dari kincia-aia pengangkat air (kincia aliran bawah) untuk mengairi sawah, tabek (kolam), surau/musajik dan MCK. Kincia-aia ini sangat populer di kabupaten Limopuluahkoto, Batusangka dan Pasaman.  

            Konsep dasar kincia-aia terapung adalah memanfaatkan energi alir air menjadi energi/tenaga putar. Alat pengapung digunakan drum kosong.  Kincia dipasang pada suatu rangka, yang ditempatkan pada drum kosong.  Energi aliran air diubah menjadi energi putar, menggunakan kipas (sudu) yang mendapat daya impuls dari air mengalir.  Tenaga putar kincia digunakan untuk memutar generator.  Karena putaran kincia rendah sedangkan daya dorong besar, sangat baik diubah dengan sistem puli (pully), sehingga diperoleh putaran tinggi.  Generator diletakkan diatas kerangka yang dipasangkan pada drum. Generator yang digunakan adalah generator singkron. 

Dari paparan diatas maka instalasi pembangkit listrik terapung diperlukan  beberapa komponen yaitu pintu pengambil/pembangkit, saluran pengantar, konstruksi apung dan jaringan penghantar (transmisi).

 

Rancangan Kincia Aia

            Merancang kincia-aia melibatkan beberapa hitungan seperti menghitung Daya (E) yaitu: Tekanan air, transmisi, putaran rotor dan generator, kecepatan aliran air. 

            Tekanan Air (P) dihitung berdasarkan masa air (r) yang memberikan dorongan (impuls) terhadap luas penampang kipas (A), jadi P = rA.  Kecepatan aliran air adalah jarak j dibagi dengan waktu tempuh pelapung (t), jadi va = j/t. Putaran rotor kincia (n) ditentukan oleh kecepatan putar kincia (vk) dan diameter (Dk) kincia, jadi n = vk´ Dk/p.

            Kecepatan putar kincia (vk) ditentukan oleh kecepatan aliran air (va) dikalikan dengan faktor kecepatan keliling rotor (e) jadi vk= e´ va.  Energi/Daya (E) adalah tekanan (P) dikalikan dengan putaran rotor (n) kali konsatanta dan dibagi faktor konversi (yaitu 71620), jadi N = P´ 100´ n/71620.   Putaran yang dibutuhkan generator disalurkan (ditransmisikan) (i1), diproleh dari putaran kerja gegerator (G) dibagi dengan putaran yang dihasilkan kincia (n), jadi  i1 = G/n

           Transmisi (i1)adalah perbandingan diameter puli pertama (d1) dengan diameter puli kedua  (d2), jadi  i1 = d1/ d2

           Untuk mengetahui kecepatan aliran air va diperoleh dengan menentukan suatu jarak tertentu misal (j).  Pada jarak j diukur waktu tempuh (t) dari benda yang mengapung menggunakan jam henti (stop watch).  Kecepatan aliran air dapat diubah dengan merubah luas penampang aliran.

 

Ukuran, Bahan dan Biaya

           Tiga hal yang harus diperhatikan dalam membuat kincia, yaitu ukuran (dimensi), bahan dan biaya.  Sebagai contoh. Kincia terapung diameter rotor 2500 mm, lebar 300 mm.  Kipas (sudu-sudu)  12 buah.  Kecepatan aliran air minimum 2 m/det.  Putaran kerja generator pembangkit 1200 rpm. kedalaman kipas yang terbenam 800 mm, faktor kecepatan keliling rotor adalah 0,5 (M. Firman dkk) 

           Dari ukuran tersebut diperoleh putaran rotor 9,6 rpm. Sistem transmisi, dua tingkat, berarti empat buah puli untuk memperoleh  putaran generator minimal 1200 rpm. Rancangan puli pertama berdiameter 750 mm dan puli kedua 60 mm, sedangkan puli keempat 60 mm, maka puli ke tiga 600 mm.  Putaran generator minimal 1200 rpm, maka dihasilkah Daya listrik 1,6 Hp @ 1,2 KW.  Bila ingin daya lebih besar, dapat dilakukan dengan merubah dimensi sudu, diameter kincia, diameter puli dan kecepatan aliran air.

           Energi listrik yang dihasilkan 1,2 Kw.  Berarti, bila setiap rumah memakai 100 watt, maka rumah yang dapat memanfaatkan listrik sebanyak 12 rumah.  Bila rumah menggunakan lampu efisiensi tinggi (bukan lampu filamen), ruang tengah 15 watt setara  75 watt (filamen) atau 11 watt setara 60 Watt (filamen).  Bila ruang tengah, kamar belajar dan dapur masing-masing 15 watt, maka terdapat 55 watt belum terpakai.  

           Bila satu rumah pemakaian listrik dengan beban 1100 watt selama 12 jam, satu bulan dibayar ke PLN diperkirakan Rp. 250.000,00.  Bagaimana kalau uang tersebut digunakan untuk membuat kincia-aia terapung?  Kekurangan dana dari Pemda?  

 

Pembuatan dan Biaya

           Bahan yang diperlukan untuk membuat kincia terapung adalah plat untuk kipas-kipas, besi beton, sumbu kincia, rotor kincia, puli transmisi, belt V, generator, besi untuk kerangka, drum dll.

           Untuk membuat diperlikan: mesin bubut, mesin bor, mesin milling, gerinda, las listrik, las acetelin.  Peralatan: gunting plat, bending plat, palu, gergaji, bor tangan dll.

           Biaya membuat pembangkit listrik kincia-aia terapung diantaranya: lahan distribusi, bangunan, bahan kincia, drum, generator, pemeliharaan, karyawan yang memelihara, dll.          

 

Pemilihan tempat

           Tempat kincia-aia terapung pada lokasi aliran yang cukup lurus dan kedalaman tertentu, tidak boleh kurang.  Kincia ditempatkan dekat ke pinggir atau bagian tengah batangaia.  Agar kincia selalu pada tempat tertentu diikatkan kepada pancang tonggak (kiri-kanan) pinggir batangaia. 

           Kincia dapat diapungkan berderet arah aliran atau berjajar melintang batangaia.  Karena terapung, kincia sedikit dipengruhi oleh ketinggian atau luapan air.

 

Pengembangan Ilmu Tenaga Air Mikro

           Agar ilmu kinciaia berkembang di Sumatera Barat, sebaiknya Universitas, Sekolah Tinggi Teknologi dan/atau Politeknik berperan serta dalam bentuk penelitian dan pembuatan.  Merancang atau pembuatan kincia dijadikan tugas akhir atau kerja praktek.  Penelitian/kerja praktek seperti: pembuatan kincia aia (jurusan mesin), generator dan distribusi (jurusan elektro) dan tanggapan masyarakat (jurusan sosial).  Pemda mudah-mudahan membantu dana untuk penelitian dan pembuatan model kincia-aia terapung.

 

Terlupakan

           Pernahkah anda melewati Lambah Anai atau Padangpanjang-Bukittinggi?  Padanglua-Matua, Padangpanjang-Singkarak, Maninjau-Lubuakbasuang, Payokumbuah-Sijunjuang, Bukiktinggi-Lubuaksikapiang, Lubuaksikapiang-Panti-Rao,  Singkarak-Padang melewati Hutan Lindung Bung Hatta dan tempat-tempat lain.  Energi kinetik air dibiarkan dan tak disentuh, hanya untuk mengairi sawah dan tabek (kolam) ikan.  Perhatikan yang lebih dekat lagi yaitu batangaia yang melintasi kota Padang.  Kalau Padangpanjang-Bukittingi tenaga air masih dimanfaatkan, karena terdapat dua kincia beroperasi, untuk penumbuk beras jadi tepung, ini belum optimal.  Sungguh disayangkan energi air dibiarkan begitu saja terbuang.

           Batang-aia di Sumbar sekitar 230 buah yang berpotensi membangkit tenaga listrik mikro.  Bila lima puluh batangaia saja dimanfaatkan, sedangkan satu batang aia melewati lima tempat yang dapat dibangun kincia-aia terapung.  Berapa rumah penduduk yang tidak perlu membeli minyak tanah untuk penerangan.  Mungkin pula ada keluarga dapat membuka industri rumah tangga dengan energi listrik yang disediakan dengan.

           Bila dibuat pembangkit listrik kincia aia mikro untuk rumah masyarakat disekitar lokasi (batangaia) tentu tidak perlu membeli listrik ke PLN.  Listrik yang dihasilkan PLN  dialihkan kepada keperluan industri dan yang jauh dari batang aia.  Di Sumbar Pemda risau kekurangan energi listrik.  Kenapa demikian, pada hal energi dari air melimpah.

           Mudah-mudahan dengan konsep listrik pembangkit mikro dapat mengatasi kekurangan energi listrik di Sumatera Barat khususnya dan provinsi yang ada batangaia.

 

Kelayakan

           Bila ingin membuat pembangkit listrik mikro.  Kelayak dilihat dari tiga sisi, yaitu (1) layak untuk dibuat (biaya bembuatan), (2) kecepatan aliran air mencapai kecepatan minimal  sepanjang tahun untuk memutar kincia, (3) layak pengelolaan (ada yang betanggung jawab).  Bila satu dari tiga komponen kelayakan tidak terjadi, maka pembangkit listrik mikro terapung tidak layak dibuat.

 

Perencanaan Kincia Pembangkit Listrik

           Langkah-langkah perencanaan kincia: (1) survei lokasi, (2) mengadakan pertemuan dengan masyarakat, (3) mengukur kecepatan aliran air, (4)  kedalaman air rata-rata sepanjang tahun (5) merancang dan membuat kincia, (6) merancang saluran distribusi,  (7) menetapkan siapa yang mengelola, (8)  menetapkan iuran untuk pengelola dan perbaikan kincia, generator dan gaji pengelola.

 

Penutup

(1) Keberadaan kincia aia mendorong kelestarian lingkungan hidup.  (2)  Kincia aia terpung dapat dibuat dilokasi dan bahan diproleh lokal,  (3)  Pembangkit listrik tenaga air, berarti memanfaatkan aliran air yang tersedia gratis untuk energi listrik, (4) Perguruan tinggi meneliti, berarti ilmu tinggal di Sumatera Barat.  (5)  Pemda setempat diharapkan dapat berpartisipasi membangun kincia-aia terapung.  Selamat berbuat.

 


Responses

  1. saya ber minat. maukah membantu saya?

    ini email saya

    henhen_st223@yahoo.co.id


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Categories

%d bloggers like this: