Lkti Eliyana.docx

i

LEMBAR KARYA TULIS ILMIAH

PELTASIDA (PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR SELOKAN KINCIR GANDA) SEBAGAI SOLUSI PERMASALAHAN KRISIS ENERGI LISTRIK PADA HOME INDUSTRY DI MEDAN

Bidang Kegiatan: PKM-T

DISUSUN OLEH : ELIYANA

: 4153321047

JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN MEDAN 2018

i

ii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...........................................................................................

i

DAFTAR ISI .......................................................................................................

ii

RINGKASAN .................................................................................................... iii BAB 1

BAB 2

BAB 3

BAB 4

PENDAHULUAN ..............................................................................

1

1.1 Latar Belakang Masalah ..............................................................

2

1.2 Tujuan Program ...........................................................................

2

1.3 Luaran yang Diharapkan .............................................................

2

1.4 Manfaat Program .........................................................................

2

GAMBARAN UMUM MASYARAKAT SASARAN ......................

3

2.1 Geografis Kecamatan Medan Barat.............................................

3

2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Air Skala Kecil ................................

4

2.3 Sistem Kerja PELTASIDA ...........................................................

6

METODE PELAKSANAAN ............................................................

7

3.1 Metode Pelaksanaan Kegiatan .....................................................

7

3.2 Pemilihan dan Jenis Bahan PELTASIDA ....................................

7

PENUTUP .........................................................................................

9

Keunggulan PELTASIDA .............................................................. 11 DAFTAR RUJUKAN ......................................................................................... 10 LAMPIRAN-LAMPIRAN

iii

RINGKASAN

Air merupakan salah satu sumber daya alam dapat diperbarui yang sangat banyak terdapat di Indonesia. Aliran air untuk dimanfaatkan menjadi sebuah pembangkit listrik tenaga air (PLTA) tidak perlu harus menggunakan saluran air dengan jumlah debit air yang besar. Pada dasarnya aliran air pada selokan dapat digunakan sebagi sumber pembangkit listrik tenaga air yang masuk pada kategori PLTMH (Pembangkit lisrik tenaga mikro hydro). PLTMH merupakan pembangkit listrik tenaga air yang menghasilkan daya listrik kurang dari 100 KiloWatt. Desa Krapyakrejo merupakan desa yang terletak di Kecamatan Gadingrejo Kota Pasuruan. Pada desa krapyak rejo ini banyak dijumpai home Industry dimana home industry ini membutuhkan pasokan listrik dalam manjalankan usahanya. Listrik yang dipasok melalui PLN pada saat ini sering terjadi ganggunan berupa pemadaman bergilir yang menyebakan kendala bagi home industry. Salah satu solusi dari krisis energi listrik tersebuat adalah PELTASIDA, dimana PELTASIDA merupakan pembangkit listrik yang memanfaatkan sarana selokan sebagai pemutar kincir yang dihubungkan pada generator. Selain itu PELTASIDA juga bisa dimanfaatkan putaran dari kincir dihubungkan kesebuah poros motor, jadi tidak perlu menggunakan listrik sebagai penggerak motor melainkan dari putaran kincir. PELTASIDA ini memanfaatkan selokan dengan tinggi jatuh air setinggi 0,5 meter saja. Dengan tinggi jatuh air tersebut dapat dihasilkan daya listrik kuarng lebih sebesar 490 Watt.

Kata kunci: Selokan. PELTASIDA, Listrik.

1

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang masalah Seiring dengan terus tumbuhnya pertumbuhan teknologi, pertumbuhan konsumsi listrik juga mengalami pertumbuhan yang pesat. Pembangunan sistem kelistrikan saat ini sudah tidak seimbang dengan pertumbuhan kebutuhan listrik. Hal ini yang menyebabkan terjadinya krisis listrik. Saat ini, pemerintah Indonesia baru mampu memenuhi 75 persen kebutuhan listrik masyarakatnya. Selain itu masyarakat di beberapa daerah juga sampai saat ini belum bisa mendapatkan pasokan listrik selama 24 jam. Sepanjang tahun 2014, konsumsi listrik di Indonesia sebesar 188 terrawatt/hour persentase listrik yang digunakan (rumah tangga 41 persen, industri 34 persen, komersial 19 persen, dan publik 6 persen), sedangkan kapasitas daya terpasang pembangkit listrik hanya mencapai 47.128 MW. Realisasi pertumbuhan kebutuhan listrik pada tahun 2014 mencapai 7,8 persen, dan direncanakan pada tahun 2015 ini akan menambah kapasitas daya pembangkit sebesar 3.605 MW atau meningkat 7,6 persen dibandingkan tahun 2014, sehingga total kapasitas terpasang pada akhir tahun menjadi 50.733 MW. Tambahan daya pembangkit pada 2015 tersebut berasal dari proyek percepatan 10.000 MW tahap I dan II (Budiyanti, 2014). Medan Barat merupakan kecamatan yang terletak diwilayah kota Medan, Kecamatan Medan Barat terdapat banyak home industri. Salah satu home industri tersebut yaitu pengusaha mebel. Usaha mebel di Medan Barat sudah terkenal di berbagai kota maupun di luar pulau. Banyak masyarakat Gadingrejo yang perekonomiannya bergantung pada usaha mebel, namun usaha mebel dibutuhkan daya listrik yang besar dan tentunya ini sangat memberatkan PLN (Perusahaan Listrik Negara) yang disatu sisi mengalami krisis listrik dan di lain sisi masyarakat sangat bergantung pada listrik. Pengusaha mebel sangat bergantung sekali dengan energi listrik karena dalam proses pembuatan menggunakan alat yang memerlukan energi listrik salah satunya yaitu proses pengecatan.

2

Salah satu contoh penggunaan listrik di usaha mebel adalah saat proses pengecatan menggunakan alat compressor yang membutuhkan daya sebesar 750 watt. Berdasarkan info dari PT PLN PERSERO bahwa harga listrik per kWh = Rp.500 belum termasuk abonemen PLN dan pajak (Andi, 2015). Kebutuhan listrik pada kompresor jika diasumsikan pemakaiannaya 2 jam per hari dengan mengkonsumsi daya sebesar 750 watt adalah Rp.22500 / bulan, belum termasuk peralatan listrik lainnya. Kecamatan Medan Barat memilki banyak saluran air (selokan) yang berpotensi sebagai tempat pembuatan pembangkit listrik alternatif tetapi pada kenyataannya masyarakat yang masih belum memanfaatkan saluran tersebut. Aliran air untuk dimanfaatkan menjadi sebuah pembangkit listrik tenaga air tidak perlu harus menggunakan saluran air dengan jumlah debit air yang besar. Pada dasarnya aliran air pada selokan dapat digunakan sebagi sumber pembangkit listrik tenaga air yang masuk pada kategori PLTMH (Pembangkit lisrik tenaga mikro hydro). PLTMH merupakan pembangkit listrik tenaga air yang menghasilkan daya listrik kurang dari 100 KiloWatt (Primachristi). Berlatar belakang dari hal tersebut, salah satu solusi yaitu PELTASIDA (Pembangkit Listrik Tenaga Air Selokan Kincir Ganda). PELTASIDA adalah salah satu inovasi pembangkit listrik alternatif yang memanfaatkan lingkungan sekitar. Selain memiliki kincir ganda PETASIDA juga memiliki kelebihan lagi yaitu dapat di sambungkan ke suatu mesin sehingga mesin tersebut tidak menggunakan motor listrik tetapi menggunakan kincir air sebagai motor/penggerak.

1.2 Tujuan Program Tujuan dari program ini adalah sebagai berikut. 1. Untuk memanfaatkan potensi wilayah Kecamatan Medan Barat dalam pembuatan PELTASIDA. 2. Untuk menjelaskan pemanfaatan air selokan sebagai sumber energi listrik. 3. Untuk menjelaskan cara/sistem kerja PELTASIDA. 4. Untuk menciptakan sebuah desa dengan model desa mandiri energi.

1.3 Luaran yang Diharapkan

3

Luaran yang diharapkan dari program ini diuraikan sebagai berikut ini. 1. Desain dari pembangkit listrik tenaga air selokan dengan sistem kincir ganda. 2. Pembutan masal dari PELTASIDA. 1.4 Manfaat Program Pembuatan pembangkit listrik tenaga air selokan kincir ganda di Kecamatan Lawang Kabupaten Malang ini, diharapkan dapat memberikan manfaat kepada: 1. Bagi pengusaha saasaran Salah satu solusi untuk membantu pengusaha mebel dalam proses pembuatan saat mengalami pemadaman listrik sehingga dalam pengiriman tepat waktu seperti yang di jadwalkan sekaligus membantu menekan biaya listrik. 2. Bagi masyarakat Membantu pasokan listrik guna mewujudkan desa mandiri energi. Sehingga keterbatasan energi listrik disebuah desa bisa terpenuhi. 3. Bagi pelaksana Pembuatan pembangkit listrik tenaga air selokan kincir ganda ini diharapkan mahasiswa bisa lebih kreatif dan terpacu untuk membuat alatalat yang memanfaatkan sumber alam terbarukan. Selain itu melatih kemampuan interaksi mahasiswa dengan masyarakat. 4. Bagi ilmu pengetahuan Kegiatan ini diharapkan dapat menambah kajian pustaka tentang penerapan pembangkit listrik tenaga air selokan kincir ganda yang dapat dimanfaatkan oleh masyarakat.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

4

2.1 Geografis Kecamatan Medan Barat Kecamatan Medan Barat merupakan kecamatan yang banyak terdapat industri rumah tangga terbanyak di Kota Medan. Kecamatan Medan Barat ini merupakan kecamatan paling barat dari Kota Pasuruan Malang, Kecamatan Gadingrejo sebelah barat berbatasan langsung dengan Kabupaten Pasuruan. Secara geografis Kecamatan Gadingrejo terletak pada 112°45’ – 112°55’ BT dan 7°35’ – 7°45’ LS. Lokasi dari kecamatan Medan Barat bisa terlihat dari gambar 2.1 berikut ini.

Gambar 2.1 Peta Kec. Medan barat (Sumber: Googlemap, 2018) Kecamatan Medan Barat merupakan kecamatan yang memiliki industri rumah tangga terbanyak dan memiliki aliran air yang banyak, aliran air/selokan terletak di samping Home Industri. Kecamatan Medan Barat memiliki potensi pembangkit listrik alternatif karena memiliki saluran air yang sangat melimpah, salah satunya terdapat pada aliran selokan di Desa Medan Barat. Belum dimanfaatkannya saluran air yang digunakan sebagai sarana pembangkit listrik ini merupakan hal yang sangat memperhatinkan. PLN sebagai badan yang menyuplai kebutuhan listrik dimasyarakat tersebut bisa saja mengalami kekurangan pasokan listrik apabila musim kemarau, sebab bendungan yang dijadikan PLTA bisa saja kekurangan debit air yang menyebabkan turunnya pasokan listrik. Sehingga

5

terjadilah pemadaman yang berdampak pada pengusaha mebel dalam proses pembuatan produksi. Jika proses pembuatan produksi berhenti akan menyebabkan keterlambatan dalam pengiriman ke pembeli dan nama akan perusahan/pengusaha di pertaruhkan. Keterlambatan akan mempengaruhi daya beli konsumen. Maka kedisplinan dalam pengantar barang sangat di perhatikan.

Gambar 2.2 Kondisi Medan Barat (Sumber: Dokumen Andi) Dari paparan kemiringan tanah dan melimpahnya air pada selokan dapat disimpulkan bahwa untuk membuat pembangkit listrik tenaga air selokan sangatlah memungkinkan. Kemungkinan tersebut didasarkan pada titik jatuh air yang terjadi, apabila kemiringan tanah sangat miring maka sangat dimungkinkan tinggi dari jatuh air tersebut adalah tinggi.

2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Air Skala Kecil

6

Pembangkit listrik tenaga air dalam skala kecil atau yang biasa disebut Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) adalah suatu sistem pembangkit listrik yang dapat mengubah potensi air dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga listrik dengan menggunakan turbin air dan generator. Sistem seperti ini dipasang pada sungai kecil dan tidak memerlukan dam yang besar sehingga dampaknya sangat kecil terhadap lingkungan. Sistem PLTMH secara umum sama persis dengan PLTA pada umumnya. Namun yang membedakan adalah daerah kerja sistem pembangkit listrik tersebut. PLTMH dapat memanfaatkan sumber air yang tidak terlalu besar dengan daya yang dihasilkan oleh PLTMH antara 5 kW sampai 100 kW. Sutrisno, dkk di dalam pelaksanaan pengabdian masyarakatnya menjelaskan bahwa pembangunan sebuat pembangkit listrik di sebuah desa juga tergantung pada masyarakatnya apakah masyarakat desa tersebut menerima pengalaman-pengalaman baru dan berpandangan maju, jika masyrakat tidak bersedia maka percuma juga untuk membangun sebuah pembangkit listrik (Sutrisno, dkk: 1992, 3). Mikrohidro merupakan pembangkit tenaga listrik yang mempunyai banyak keuntungan, keuntungan-keuntungan yang dimiliki mikrohidro antara lain sebagai berikut. a. Mikro Hidro sangat cocok diterapkan di daerah terpencil yang jumlah penduduknya terbatas dan sulit di jangkau oleh PLN. Hal ini disebabkan pada daerah terpencil PLN justru akan merugi jika menyalurkan listrik ke daerah tersebut, sebab biaya yang dikeluarkan oleh PLN untuk membangun penyuplai daya listrik tidak sebanding dengan jumlah penduduk yang terlalu sedikit dan berjauhan tempat tinggal antara penduduk satu dengan yang satunya. b. Biaya operasional dan pemeliharaannya relatif lebih murah dibandingkan mesin diesel yang memakai BBM. Mikro hidro menggunaka energi air yang tidak memerlukan biaya untuk mendapatkannya bahkan bisa dikatakan air merupakan sumber daya yang melimpah dan digratiskan untuk manusia. c. Ramah lingkungan karena tidak menimbulkan polusi udara dan suara. Pembuatan mikro hidro yang menggunakan komponen-komponen yang tidak menimbulkan polusi udara maupun pencemaran air merupakan teknologi yang ramah lingkungan dan sangat cocok untuk diterapkan dikehidupan.

7

d. Memiliki konstruksi yang sederhana sehingga mudah dioperasikan, bahkan cukup memakai penduduk lokal setempat dengan sedikit latihan. Mikro hidro secara garis besar terdiri dari 6 komponen utama, yaitu kincir air, puli, sabuk, generator, batre dan penyearah arus. Sehingga untuk membangun sebuah mikro hidro tidaklah sesulit membuat pembangkit tenaga listrik dengan skala yang besar. e. Bisa disinergikan dengan program lainnya seperti irigasi dan perikanan. Bendungan yang ada pada mikro hidro dapat digunakan oleh penduduk sebagai sarana untuk pengembang biakan ataupun untuk tempat pembesaran ikan, sebab di kolam bendungan ersebut kedalaman air cukup memungkinkan untuk membuat sebuah keramnah ikan. f. Berpotensi dalam pengembangan aktivitas ekonomi produktif. Mikro hidro yang notabennya adalah pembangkit listrik dengan skala kecil yang dapat menyuplai terus kebutuhan listrik penduduk yang mengakibatkan perokonomian penduduk yang menggunakan energi listrik sangatlah terbantu dan meminimalisir pengeluaran biaya listrik dari PLN. J. Haryadi dalam karya tulisnya menyebutkan bahwa mikrohidro sebenarnya bukan teknologi baru dan sudah banyak diterapkan oleh beberapa negara di dunia seperti Thailand, India, Pakistan, Vietnam, China dan Indonesia (J. Haryadi: 2013). Tetapi kerana kurangnya sosialisasi dari peran pemerintah dan kurangnya pengetahuan dari masyarakan membuat mikro hidro jarang dibangun oleh penduduk. Padahan dengan banyaknya manfaat mikro hidro ini bisa membuat perekonomian penduduk cepat tumbuh. Perhitungan secara kasar dari hasil listrik yang akan dihasilkan oleh pembangkit listrik dapat dihitung dengan rumus berikut ini. P=g.H.Q Dimana:

P = Daya (kW) g = gaya gravitasi (9,8 m/s2) H = Ketinggian jatuh air (m) Q = Debit aliran air (m3)

Sehingga didapatkan daya rancangan PALTASIDA di Desa Krapyarejo sebagai berikut.

8

P=g.H.Q P = 9,8 . 0,5 . 0,01 P = 0,49 kW P = 490 Watt Jadi nantinya PELTASIDA rata-rata akan menghasilkan listrik dengan kapasitas daya sebesar 490 watt. 2.3 Sistem Kerja PELTASIDA Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) pada umumnya hanya di manfaatkan putaran dari kincir menjadi listrik. Sesungguhnya jika di kembangkan lagi nilai putar kincir dapat dimanfaatkan menjadi motor/penggerak sebuah mesin. Jadi kincir air di beri sebuh gear dan di sambungkan ke sebuah mesin dengan menggunakan rantai/tali jadi selain menghasilkan listrik kincir air dapat menggantikan kinerja motor listrik. Seperti yang diterapkan PELTASIDA, PELTASIDA pada salah satu sisi poros dimanfaatkan putaran kincir menjadi listrik dan pada sisi lain dimanfaatkan sebagai motor/penggerak sebuah mesin yang di sambungkan dengan rantai/tali sehingga mesin tidak menggunakan motor listrik yang membutuhkan daya besar. Dengan adanya PELTASIDA pengusaha tidak perlu khawatir dalam proses pembuatan akan terhenti saat pemadaman karena memiliki cadangan listrik yang sangat banyak. Pengusaha juga akan mendapat keuntungan dalam biaya listrik.

BAB 3 METODE PELAKSANAAN

9

3.1 Metode Pelaksanaan Kegiatan Agar pelaksanaan pembuatan PELTASIDA nantinya tidak keluar dari konsepan awal maka dibuatlah diagram alir perencanaan. Dalam pelaksanaan kegiatan ini diagram alir perencanaan alur langkah kerjayang akan kita tempuh sebagai berikut. START

Konsultasi dengan Dosen Pembimbing

Pengumpulan bahan PELTASIDA

Pembuatan PELTASIDA

Tidak Sesuai

`

Uji Coba Kerja PELTASIDA

Pemasangan PELTASIDA di Lokasi Mitra

Pembutan Hak Paten Produksi Masal PELTASIDA

SELESAI

Gambar 3.1 Diagram Alir Kegiatan

3.2 Pemilihan dan jenis bahanPELTASIDA

10

Setelah perencanaan perhitungan awal dari PELTASIDA maka ditentukan bahan-bahan dan juga jenis bahan yang akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan PELTASIDA sebagai berikut.

a.

b.

Lengan sudut 1. Bahan

= UNS G10100 dengan cara pengerjaan Hr

2. Diameter

= 50 mm

3. Panjang

: 300 mm

Puli 1. Dimensi puli 1 dan 3  Tebal Puli

= 20 mm

 Jumlah Ruji

=3

 Diameter

= 10 inchi

2. Dimensi puli 2 dan 4

c.

d.



Tebal Puli

= 20 mm



Jumlah Ruji

=0



Diameter

= 5 inchi

Jarak Poros 

Poros puli 1 dan puli 2 = 510 mm



Poros puli 3 dan puli 4 = 510 mm

Poros 1. Poros 1  Bahan

= S40C

 Diameter

= 40 mm

 Panjang

= 1450 mm

2. Poros 2

e.

 Bahan

= S30C

 Diameter

= 40 mm

 Panjang

= 600 mm

Bantalan 1. Jenis

= bantalan gelinding terbuka dengan nomor 6010

11

2. Ukuran standar

f.

g.

 Diameter dalam (d)

= 40 mm

 Diameter luar (D)

= 68 mm

 Lebar (B)

= 15 mm

 Jari-jari (r)

= 1,5 mm

Sabuk 

Jenis dan tipe

= Sabuk-V tipe A



Jumlah sabuk

= 1 (tunggal)

Generator 

Spesifikasi generator = 0,5 kW

12

BAB 1V PENUTUP

Keunggulan PELTASIDA Ada bebrapa hal yang menjadi keunggulan PELTASIDA jika dibandingkan dengan pembangkil listrik mikrohidro lainnya. Keunggulan dari PELTASIDA ini diharapkan dapat membantu mitra dalam memecahkan solusi krises energi terutama energi listrik bagi mitra. Keunggulan dari PELTASIDA adalah sebagai berikut. a. PELTASIDA hanya membutuhkan kisaran tinggi jatuh air kuarng dari 1 meter. b. PELTASIDA menggunakan sudu kincir dari sekop, sehingga proses pembuatannya sudu tidak memakan waktu lama dan mudah dibuat. c. Rangka komponen PELTASIDA dapat dibuat dari pemanfaatan bahan bekas. d. PELTASIDA menggunakan dua buah kincir yang sudu kincir satu dengan sudu kincir satunya lagi tidak sejajar sehingga apabila sudu kincir satu terkena tekanan air dari nozzzel, maka sudu kincir yang satunya siap memerima tekanan air jatuh dari nozzel. e. Apabila batre PELTASIDA sudah terisi penuh, maka putaran poros dari kincir PELTASIDA dapat dihubungkan dengan alat yang memerlukan putaran dalam pengoperasiaanya.

DAFTAR RUJUKAN

13

Andi. 2015. Pengamatan Data Tarif Dasar Listrik di PLN Pasuruan.Pasuruan. Andi. 2015. Pengamatan Potensi Selokan sebagai Sarana Tempat Pembuatan Peltasida. Pasuruan. Antarjatim. Pengusaha di Sidoarjo terancam gagal kirim barang. Berita dimuat dalam Antarjatim 24 Januari 2015. (Online), (http://www.berita-antarjatim.com). Diakses pada 25 September 2015. Budiyanti, Eka. 2014. Mengatasi Krisis Listrik di Jawa dan sumatra. Jurnal Jurnal ekonomi dan kebijakan Publik. Direktorat Jendral Perguruan Tinggi. 2015. Pedoman Program Kreativitas Mahasiswa. Jakarta: Direktorat Jendral Perguruan Tinggi. Sutrisno, dkk. 1992 Pelaksanaan dan Hasil Kegiatan Pengabdian Kepada Masyarakat. Malang: IKIP Malang.

LAMPIRAN

14

Lampiran 1. Konsep dari Pembangkit Listrik tenaga Air Selokan Kincir Ganda a. Konsep PELTASIDA

b. Disassembley PELTASIDA

15

c. Desain PELTASIDA digabung dengan sebuah mesin