Ciptakan Alat Peringatan Otomatis Untuk Kemanan Pada Perlintasan Kereta Api Tak Berpenjaga

Di Padang Sumaterea Barat saat ini terdapat sekitar 500 perlintasan kereta api ilegal (tidak berpalang) sehingga sangat membahayakan keselamatan warga (Zainir, Republica.co.id). Semenjak tahun 2016 setidaknya telah terjadi lebih dari 9 kali kecelakaan akibat kerata api di kecamatan Koto Tangah, yang menyebabkan korban luka-luka dan meninggal (Polsek Koto Tangah). Belum lagi dikecamatan-kecamatan yang lain. Untuk menempatkan penjaga di setiap peelintasan kereta api, pemerintah Sumatera Barat tidak memiliki anggaran untuk itu (Dedi Henidal,  Dishubkominfo Kota Padang).

Solusi yang sudah dilakukan oleh Kapolsek KotoTangah dengan mengimbau, agar pengendara yang melewati jalur perlintasan kereta api tanpa plang pintu selalu berhati-hati dan jangan mendengarkan musik ketika di dalam mobil saat melintasi di simpang rel kereta api kemudian selalu lihat kiri kanan. Kemudian dengan cara memberdayakan tukang ojek menjaga perlintasan.

Usulan solusi tersebut di atas sangat bergantung pada manusia, sehingga tingkat keberhasilannya relatif dan sangat bergantung pada manusia tersebut (human error). Sentuhan teknologi tepat guna dengan biaya relatif murah diharapkan dapat mengurangi tingkat kecelakaan akibat kereta api. Caranya adalah memasang peringatan/ pesan diperlintasan bahwa kereta api akan lewat melalui lampu

Teknisnya adalah, sekitar 500m menjelang pelintasan dipasang sensor yang dapat mendeteksi bahwa kereta api akan melintas, kemudian sensor akan memberi perintah pada lampu, serine menyala dan memunculkan pesan bahwa kereta akan melintas . Setelah kereta melewati perintasan maka lampu serine akan mati dan pesan berganti menjadi hati-hati diperlintasan kereta api.

Alat ini dalam proses peramcangan dan pembuatan oleh Dr. Hidayat, S.T., M,T,  yang diperkirakan menghabiskan biaya tidak lebih dari 2 juta rupiah untuk satu perlintasan. Diharapkan tahun depan alat ini dapat diproduksi masal. 

Sumatera Barat Bertekat Menjadi Lumbung Energi

Pada tanggal 21 dan 22 September 2016, PJCI (Prakarsa Jaringan Cerdas Indomesia) bekerja sama dengan Pemerintah Sumatera Barat dan PLN Wilayah Sumbar mengadakan seminar dengan Tema " Sukses Membangun dan Mengelola PLTM/ PLTMH".

Materi dapat di download  pada   http://www.smartgridindonesia.com/


http://www.smartgridindonesia.com/download

Serapan Daya PLTM oleh PLN di Solok Selatan Mulai tahun 2016 Nol Persen (0%)

Berdasarkan kajian penyambungan (grid studi) PLTM  milik PT. Dempo yang sudah selesai dilakukan oleh PT. Multi Sukses Energi (MSE), ternyata penyerapan daya pembangkitan PLTM oleh PLN melalui sistem 20 kV mulai tahun 2016 nol persen (0%). Hal demikian harus menjadi perhatian khusus bagi pemerintah, dalam hal ini PT. PLN (Persero) sebagai lembaga yang dipercaya menaungi listrik di Indonesia.

Hasil pertemuan manjemen PT. Dempo yang didampingi oleh Dr. Ir. Hidayat, M.T dan Ir, Saiful,Ph.D dengan Direktur EBTKE Pusat yang diwakili oleh Bapak Febian berlangsung di PLN Wilayah Sumbar pada tanggal 13 September 2016. Dari PLN Wilayah Sumbar hadir bidang PLS (Pengelolaan Listrik Swasta) Bapak Darmalis, Randi dan bidang Perencanaan Ir. Tasrif dan beberapa staf yang lainnya. Disepakati bahwa PLTM milik PT. Dempo harus masuk ke sistem 150 kV agar daya bisa diserap oleh PLN.

Hal demikian menimbulkan persoalan, karena berdasarkan Permen ESDM No. 19 tahun 2015 dan aturan Direksi PLN No. 0357 tahun 2014 yang namanya PLTM (daya < 10 MW)  yaitu tersambung ke saluran distribusi 20 kV, yg berada di bawah pengelolaan PLN Wilayah. Sementara berdasarkan permen ESDM No.3  tahun 2015 yang mengatur PLTA (> 10 MW) tersambung ke saluran transmisi 150 kV berada dibawah pengelolaan P3B.

Disamping itu, biaya investasi PLTM masuk ke sistem 150 kV sangat besar, jika posisi GI jauh dari PLTM, sehingga dari sisi kajian finansial pembangunan PLTM menjadi tidak layak. Akibatnya potensi energi yang ada tidak bisa dikembangkan. Oleh karena itu pemerintah perlu mengeluarkan regulasi baru untuk menyelesaikan permsalahan tersebut, kalau tidak pengembangan energi terbarukan khusunya Air di Sumatera Barat akan stagnan.

Hal yang serupa juga terjadi di Kabupaten Pesisir Selatan, setelah 2 unit PLTM milik PT. Dempo PJBL dengan PLN akhir tahun 2015. Potensi PLTM baru tidak bisa lagi diserap PLN melalui sistem 20 kV.

THE DESIGN OF THE HYBRID PID-ANFIS CONTROLLER FOR SPEED CONTROL OF BRUSHLESS DC MOTOR

Time base firing pulse delay control for improving single phase induction motor speed performance using fuzzy logic control

Modelling the speed control of Brushless DC Motor base on identification system

Modelling the speed control of Brushless DC Motor base on identification system

Daftar Publikasi " Yang Membutuhkan Silakan Download"

http://www.koran.padek.co/read/detail/63655

Sumbar 10 Tahun ke Depan Butuh 500 Sarjana Teknik Elektro/Mesin

http://harianhaluan.com/news/detail/55983/sumbar-10-tahun-ke-depan-butuh-500-sarjana-teknik-elektromesin

A comparative study of PID, ANFIS and hybrid PID-ANFIS controllers for speed control of Brushless DC Motor drive

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=6819159&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D6819159

Pengembangan Hybrid PID-ANFIS (Proportional Integral Derivative-Adaptive Neuro Fuzzy Inference Systems) Sebagai Pengendali Kecepatan Mesin Arus Searah Tanpa Sikat (MASTS)

http://etd.repository.ugm.ac.id/index.php?
mod=penelitian_detail&sub=PenelitianDetail&act=view&typ=html&buku_id=73723


THE DESIGN OF THE HYBRID PID-ANFIS CONTROLLER FOR SPEED CONTROL OF BRUSHLESS DC MOTOR
http://www.jatit.org/volumes/Vol71No3/6Vol71No3.pdf


Performance Analysis of Hybrid PID-ANFIS for Speed Control of Brushless DC Motor Base on Identification Model System 
http://www.ijcit.com/archives/volume2/issue4/Paper020423.pdf

10 Tahun ke Depan, Diperkirakan Sumbar Butuh Lebih dari 500 Orang Sarjana Teknik Elektro/Mesin

http://harianhaluan.com/news/detail/55353/soal-tarif-baru-pltmh-pln-harus-patuhi-kepmen-esdm

Merupakan suatu karunia Allah SWT yang luar biasa, propinsi Sumatera Barat memiliki potensi air yang melimpah  untuk dijadikan sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Energi Baru Terbarukan, (PLT-EBT) yang mencapai 500 MW. Manakala dikelola secara baik, maka dapat meningkatkan kesejahteraan masyarakat Sumatera Barat pada khusunya dan Indonesia pada umumnya. Para invertor lokal, nasional dan asing sudah banyak melirik Sumatera Barat untuk berinverstasi.

Dengan diberlakukannnya Permen ESDM No. 19 Tahun 2015 tetang tarif pembelian energi listrik PLTM/PLTMH milik swasta/Pemda oleh PLN, diperkirakan dalam 10 tahun kedepan di Sumatera Barat akan bediri PLTM/PLTMH lebih dari 200 titik.  Setiap PLTM/PLTMH pastilah membutuhkan minimal 2 orang Sarjana Teknik Elektro/Mesin. Belum lagi termasuk berdirimya pembangkit energy terbarukan lainnya seperti Tenaga Panas Bumi yang berpotensi sampai 858 MWe (Mega Watt equivalent), Matahari, Ampas Sawit dsb, yang sudah pasti membutuhkan banyak  tenaga ahli. Prediksi  ini bukalah sekadar mimpi disiang bolong, namun memiliki alasan yang kuat.

Sangat banyak pengembang energi baru terbarukan sudah memulai bisnisnya dibidang ini. Mulai dari pengurusan izin prinsip, feasibility study (FS), grid study (GS), PJBL (perjanjian Jual Beli Listrik) bahkan proses konstruksi. Di Solok Selatan, PT. Waskita Sangir Energi (WSE) sedang konstruksi PLTM 2 x 5 MW.

Bedasarkan informasi dari Bpk. Saiful, Ph.D yang sekarang menjabat sebagai Manejer Teknis PT. Dempo Hydro Power (DHP), PT. Dempo Group memiliki 2 titik PLTM (2x4,9 MW dan 2 x 1,8 MW) di Kabupaten Pesisir Selatan yang sudah PJBL dan 4 titik memiliki izin prinsip, Enam titik di  Solok Selatan sedang proses FS dan GS,  Tiga titik di Tanah Datar sedang FS,  Enam Titik di Pasaman Izin Prinsip serta beberapa titik di wilayah Kabupaten lainnya,

Demikian juga PT. Multi Sukses Energi (MSE) memiliki 3 titik di Kabupaten Agam dan 4 titik di Pasaman. Banyak lagi pengembang lainnya seperti PT. Lubu Hydro Energy, PT. Tongar Hydro Energy, PT. Bayang Nyalo, PT. Trans dsb memiliki setidaknya lebih dari 3 titik yang sudah memasuki proses berdirinya sebuah PLTM/PLTMH.

Kita optimis semuanya dapat terealisasi, apabila Pemerintah Propinsi Sumatera Barat  dan Pemerintah Kota/Kabupaten memiliki regulasi yang konstruktif tentang hal ini. Demikian juga PT. PLN sebagai perpanjangan tangan pemerintah mampu menyiapkan struktur dan infrastruktur yang memadai seperti pembangunan GI, GH, saluran transmisi dsb sesuai dengan RUPTL 2015-2025.

Mungkinkah Laboratorium PLTMH Milik UBH Akan Terwujud ?

http://harianhaluan.com/news/detail/55285/mahasiswa-ubh-ciptakan-alat-kontrol-pltmh

Sebuah peluang emas terbuka bagi Universitas Bung Hatta memiliki Laboratorium PLTMH melalui Bantuan Dana Riset Inovatif-Produktif (RISPRO) Komersial dari Lembaga Pengelola Dana Pendidikan (LPDP). Dana dengan budget 2 milyar tersebut sangat berpotensi diraih, mengingat Sumatera Barat memiliki  potensi air yang melimpah yang bisa dijadikan sebagai  Pembangkit Listrik Tenaga Air. LPPM Universitas Bung Hatta akan bekerjasama dengan dinas ESDM Propinsi Sumatera Barat dan CV. Prowater akan mengusulkan proposal tahun ini dengan judul “ PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL PLTMH (PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO) DALAM RANGKA MENINGKATKAN LIFE TIME DAN KUALITAS PEMBANGKITAN MENUJU GRID SYSTEM”. Untuk implementasi dipilih di daerah Limau Manis atau Sungai Bangek Kota Padang yang memiliki banyak titik potensi air yang cukup membangkitkan daya sekitar 50kW-1MW. Program yang ditawarkan selama 3 tahun cukup untuk merelalisasikan sebuah Laboratorium Lapangan. Diharapkan laboraorium tersebut dapat dimanfaatkan oleh Perguruan Tinggi, masyarakat terkait, instansi pemerintah/ swasta untuk berlatih sebagai operator maupun penelitian. Program dibagi menjadi 3 tahapan. 

Tahun I : menentukan lokasi, feseability study, DED, merancang  governor, guide vane dan turbin

Tahap II    : merealisasikan bangunan sipil, install peralatan, pengujian

Tahap III   : merealisaikan sistem hingga menjadi sebuah laboratoium

JUDUL RISET

PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL PLTMH (PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO) DALAM RANGKA MENINGKATKAN LIFE TIME DAN KUALITAS PEMBANGKITAN MENUJU GRID SYSTEM

ABSTRAK

Sumatera Barat memiliki potensi air yang melimpah untuk dijadikan Pusat Listrik Tenaga Energi Baru dan Terbarukan (PLT-EBT) dalam skala besar, menengah dan kecil. Pemanfaatan air sebagai pembangkit listrik skala kecil, disebut Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) banyak diterapkan pada daerah terpencil. Sebagai alat kontrol beban pada umumnya menggunakan Electric Load Control (ELC). Prinsip kerja ELC yaitu menyalurkan energi pembangkitan ke dummy load berupa ballast ketika terjadi fluktuasi beban konsumen agar frekuensi dan tegangan dapat dipertahankan. Metode tersebut menyebabkan generator dan turbin selalu bekerja pada beban maksimum, sehingga dapat berpengaruh pada kualitas pembangkitan dan life time turbin serta tidak dapat digunakan untuk sistem terinterkoneksi (grid system). Metode pengendalian beban pada pembangkit berskala besar dan menengah pada umumnya tidak menggunakan ELC akan tetapi menggunakan governor. Prinsip governor adalah mengatur daya mekanik melalui pengaturan debet air ke turbin melalui pengaturan guide vane. Berpedoman pada prinsip tersebut, maka dikembangkan governor sebagai pengontrol beban PLTMH. Teknik ini dapat memperoleh dua keuntungan yaitu turbin dan generator tidak selalu dibebani maksimal sehingga usia pakai meningkat, dan pada saat beban konsumen rendah energi tidak terbuang begitu saja sehingga dapat dimanfaatkan untuk keperluan lain atau masuk ke grid system PLN. Alat ini dikembangkan menggunakan microcontroller arduino dengan menerapkan algoritma Hybrid PID-ANFIS (Proportional Integral Derivative- Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS). Dengan demikan akan tercipta suatu sistem pengontrolan beban PLTMH yang baru. Untuk itu dilakukan perancangan model sistem pengontrolan beban PLTMH melalui simulasi MATLAB, pemilihan komponen, perancangan guide vane turbin, perancangan hardware dan software governor, pengujian laboratorium/benkel dan pengujian ke lapangan. Hasil riset ini diharapkan dapat dikembangkan guna meningkatkan kinerja PLTMH dan mendukung sistem interkoneksi antar PLTMH atau ke grid system PLN.

Kata Kunci : PLTMH, Governor, Kontrol Beban dan  Kinerja

BAB I  PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan energi listrik di Indonesia 5 tahun terakhir terus mengalami peningkatan dengan pertumbuhan rata-rata 8,7% per tahun dan rasio elektrifikasi meningkat dari 66,2% menjadi 84% (RUPTL, 2014-2024). Oleh karena pemerintah mencanangkan proyek 35.000 MW dengan memperioritaskan pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Energi Baru Terbarukan (PLT-EBT), yang salah satu diantaranya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH).

Pembangunan PLTMH di Indonesia sudah dimulai sejak dikeluarkan Kepmen ESDM No.: 1122K/30/M tanggal 12 Juni 2002 tentang Pedoman Pengusahaan Pembangkit Tenaga Listrik Skala Kecil Tersebar. Keputusan tersebut disempurnakan dengan Permen ESDM No. 12 tahun 2014 dan No.19 tahun 2015 tentang Pembelian Tenaga Listrik dari Pembangkit Listrik Tenaga Air oleh PT PLN Persero. Hal tersebut mendorong pihak swasta (IPP) ikut mengembangkan potensi air yang ada menjadi PLTA, PLTM dan PLTMH, karena energi listrik yang dibangkitkan akan dibeli oleh PT PLN Persero dengan harga yang menjanjikan (Permen ESDM, 2015). 

Meskipun demikian, masih terdapat kelompok masyarakat yang belum mendapat aliran listrik PLN, terutama di daerah terpencil. Pemda setempat mengambil kebijakan membangun Pusat Pembangkit Tenaga Listrik yang jenisnya sesuai dengan potensi yang tersedia. Propinsi Sumatera Barat kaya dengan potensi air, sehingga banyak dibangun PLTMH yang sumber dana berasal dari Pemda, APBN, PNPM dan hibah luar negeri. Sebagai alat kontrol beban pada umumnya menggunakan Electric Load Control (ELC). Prinsip kerja ELC yaitu menyalurkan energi pembangkitan ke dummy load berupa ballast ketika terjadi fluktuasi beban konsumen agar frekuensi dan tegangan dapat dipertahankan. Metode tersebut menyebabkan generator dan turbin selalu bekerja pada beban maksimum, sehingga mengurangi kualitas pembangkitan dan life time PLTMH serta tidak dapat digunakan pada sistem terinterkoneksi (grid system). Di beberapa wilayah PLTMH yang sekarang sudah dialiri listrik PLN menyebabkan PLTMH yang ada tidak terurus bahkan tidak beroperasi sama sekali (Survey, 2016). Sementara itu, pemerintah membuka peluang untuk membeli listrik yang dihasilkan PLTMH dengan standar kualitas yang dikeluarkan oleh PT. PLN (Persero) melalui Keputusan Direksi No. 0357.K/DIR/2014, tanggal 22 Juli 2014 dalam buku pedoman penyambungan Pusat Listrik Energi Baru dan Terbarukan (PLT-EBT) ke sistem dstribusi PLN. Pedoman tersebut mejadi acuan oleh PLN dan pengembang PLT-EBT dalam penanda tanganan Perjanjian  Jual Beli Tenaga Listrik (PjBL) (PLN, 2014). Oleh karena itu diperlukan peralatan kontrol beban PLTMH yang baik yaitu governor, sehingga kualitas dan kontinuitas pembangkitan sesuai standar.

1.2 Rasional dan Perumusan Masalah

Metode pengendalian beban pada PLTA (besar) dan PLTM (menengah) tidak menggunakan ELC, akan tetapi menggunakan governor. Prinsipnya, mengatur daya mekanik melalui pengaturan debet air ke turbin melalui pengaturan guide vane. Governor untuk PLTMH belum ditemukan dipasaran, sehingga sangat perlu dikembangkan governor untuk PLTMH. Keuntungannya adalah turbin dan generator tidak selalu dibebani maksimal sehingga usia pakai meningkat, dan pada saat beban konsumen rendah energi tidak terbuang begitu saja sehingga dapat dimanfaatkan untuk keperluan lain atau masuk ke grid system PLN. Oleh karena itu, riset ini akan membahas bagaimana menciptakan governor PLTMH. Hasil ciptaan tersebut diimplementasikan pada PLTMH yang dibangun sendiri dan dirancang sekaligus untuk Laboraorium Lapangan, sehingga dapat dimanfaatkan untuk melalkukan Riset, Pelatihan PLTMH dan wisata.

1.3 Rekam Jejak Hasil Riset

Kelompok periset sudah memulai riset tentang teknologi kontrol dan energi terbarukan semenjak tahun 2006 yang sumber dananya berasal dari LPPM Universitas Bung Hatta dan Dikti. Teknik kontrol PID, Fuzzy, ANFIS dan Hybrid PID-ANFIS sudah diterapkan pada kontrol kecepatan mesin listrik. Untuk tahun 2016 sedang berjalan riset evaluasi PLTMH yang ada di Solok Selatan. Sedangkan Mitra yakni Dinas ESDM Propinsi Sumatera Barat sudah membangun banyak PLTMH dan CV. Prowater merupakan perusahaan yang sudah memproduksi turbin dan komponen PLTMH lebih dari 100 unit yang tersebar di Wilayah Sumatera Barat. 

1.4 Tujuan Khusus

1. Merancang dan membuat governor PLTMH yang kompatibel dengan potensi air yang ada;
2. Menghasilkan governor PLTMH yang akan diterapkan dilapangan sesuai dengan potensi air yang ada.
3. Membuat Laboratorium Lapangan

1.5 Urgensi Riset

Salah satu usaha dalam meningkatkan kualitas dan kontinuitas pembangkitan PLTMH adalah memperbaiki sistem kontrol PLTMH, yang selama ini proses pengontrolannya tidak pada sisi input (debet air) tetapi pada sisi elektrik (menggunakan dummy load). Metode ini memaksa PLTMH selalu beroperasi dalam beban penuh. Berdasarkan survei yang dilakukan di beberapa PLTMH yang ada di Sumatera Barat, khususnya kecamatan KPGD Kabupaten Solok Selatan dan beberapa PLTMH lainnya, sistem pengontrolan PLTMH menggunakan ELC. Hal tersebut perlu menjadi perhatian khusus karena setiap saat PLTMH bekerja maksimum. Dikhawatirkan PLTMH-PLTMH ini akan mengalami nasib yang sama dengan 87% PLTMH lain yang ada di Sumatera Barat, yakni tidak dapat beroperasi secara efektif dan tepat guna dibawah usia 2 tahun. 

Selanjutnya, dengan adanya Permen ESDM No. 12 tahun 2014 dan No. 19 tahun 2015 tentang kewajiban PLN agar membeli energi listrik yang dihasilkan swasta, maka diperlukan sistem kontrol yang dapat menghasilkan kualitas listrik sesuai standar PLN, sehingga kelebihan energi yang dihasilkan PLTMH bisa dijual ke PLN. Oleh karena itu pengembangan governor sebagai pengontrol beban PLTMH sangat perlu dilakukan. 

Disamping itu, pengembangan sistem kontrol PLTMH ini dapat memberi konstribusi nilai tambah bagi peningkatan efisiensi dan efektivitas produksi pada lembaga mitra (Dinas ESDM dan CV. Prowater) yang terkait dengan karakteristik produk yang  antara lain; 

a.  Keandalan

Sistem kontrol PLTMH yang direncakan menggunakan mikrokontroler Arduino sebagai media pengolah data. Dengan rancangan algoritma program yang efektif, alat ini  akan mampu mengolah data dan mengeluarkan sinyal kontrol secara cepat dan tepat. Penggunaan mikrokontroler menjadikan alat ini lebih fleksibel, parameter kontrol, metoda pengontrolan dan karakteristik mesin yang akan dikontrol dalam hal ini turbin dan generator dapat dilakukan dengan cepat melalui penyesuaian secara software tanpa perubahan hard ware. Sistem terintegrasi merupakan modal utama, dan dilengkapi dengan modul-modul pendukung dengan sistem plug and play sistem perawatan terhadap alat ini dapat dilakukan dengan mudah.

b.  Performansi Kerja

Penerapan teknik kendali Hybrid PID-ANFIS sebagai algoritma pengambil keputusan, akan mampu mengatasi persoalan ketidaklinieran sistem, karena PLTMH dan beban bukan merupakan plant linier. Penentuan domain dan fungsi keanggotaan variabel masukan dan keluaran lebih mudah dibandingkan dengan metoda konvensional seperti PID dan Fuzzy logic. Sistem ANFIS juga memberi kemudahan terhadap penyesuaian parameter dan karakteristik PLTMH. Pengaturan parameter dilakukan secara soft ware sehingga alat kontrol dapat digunakan pada PLTMH dengan cakupan daerah kerja yang luas.

c.  Pertimbangan Harga/Keuntungan.

Komponen utama alat smart control PLTMH ini diperkirakan lebih dari 75% merupakan produk lokal, sehingga dapat diproduksi dengan harga kompetitif dan secara tidak langsung juga akan memberikan konstribusi pada bidang lain. 

Hasil penelitian ini diharapkan dapat menggantikan ELC dan diproduksi sesuai kapasitas pembangkit yang ada dengan harga dibawah ELC.

1.6 Luaran Yang Akan Diperoleh

Penelitian ini direncanakan berlangsung 3 tahun, dengan luaran yang akan diperoleh sbb; 

1. Governor sebagai kontrol beban PLTMH

2. PLTMH yang sudah menggunakan governor

3. Laboratorium Lapangan sekaligus tempat wisata

Dari ELC Beralih ke Governor

http://www.bunghatta.ac.id/

Pengontrolan PLTMH menggunakan ELC (Electronic Load Control) merupakan metode pengontrolan frekuensi/ tegangan PLTMH yang dilakukan pada sisi elektrikal atau output generator Metode ini mulai dikembangkan sekitar tahun 1998 yang sebelumnya menggunakan governor. Teknik pengontrolan menggunakan governor berbeda  dengan ELC, dimana pengontrolan dilakukan pada sisi sumber energi input yaitu debet air yang mengenai sudu turbin. Perubahan dari governor menjadi ELC dikarenakan dimensinya lebih besar, harga mahal dan belum tersedia produk lokal. Hingga saat ini, ELC menjadi komponen andalan dalam pengontrolan PLTMH.

(bersambung.....

Permasalahan Sistem Pengontrolan PLTMH Menggunakan ELC (Electronic Load Control)

ELC (Electronic Load Control) merupakan alat kontrol PTLMH yang berfungsi untuk menjaga frekuensi listrik yang dihasilkan PLTMH agar selalu berada dalam range standar (45 - 55 Hz), meskipun terjadi fluktuasi beban. Fluktuasi beban dapat terjadi akibat penambahan/ pengurangan penyalaan lampu atau beban elektronik lainnya. Adapun prinsip kerja ELC adalah membuang kelebihan energi yang dibangkitkan oleh generator ke resistor (dilapangan disebut ballast) yang disebut juga dengan beban bayangan (dummy load) agar diperoleh keseimbangan energi yang dibangkitkan dengan energi yang diserap. Apabila tidak terjadi kesimbangan, maka akan menyebabkan kenaikan atau penurunan putaran generator yang berakibat pada perubahan frekuensi dan tegangan listrik yang dihasilkan PLTMH. Jika perubahan tersebut melampaui batas normal, maka dapat merusak PLTMH ataupun beban konsumen. Dari uraian di atas dapat diketahui bahwa pengaturan frekuensi PLTMH melalui ELC dilakukan disisi elektrikal.

Berbeda halnya dengan governor, yang mana pengaturan  frekuesi dilakukan melalui pengaturan energi imput turbin yakni dengan pengaturan debet air. Fluktuasi beban diseimbangkan dengan jumlah debet air yang mengenai sudu turbin melalui pengaturan sudu antar (guide vane) atau katub masuk (intake valve) ke turbin.

Berdasarkan uraikan di atas dan temuan di lapangan, didapat beberapa catatan tentang ELC al. :
1. Pengaturan frekuensi dilakukan disisi elektrikal
2. Generator dan turbin dipaksa selalu bekerja pada beban penuh, meskipun beban konsumen             berkurang, sehingga dapat memperpendek life time.
3. Memerlukan dummy load yang sebanding dengan kapasitas generator, sehingga tidak efektif         untuk PLTMH berkapasitas di atas 50 kW.
4. Kerusakan tiba-tiba pada ELC akan berakibat fatal pada beban konsumen maupun generator.
5. Kerusakan pada ELC sulit diperbaiki, sehingga biasanya dilakukan penggantian total yg memerlukan biaya relatif besar (sekitar Rp. 1 jt/kW).

Solok Selatan Mandiri Energi ?

Kabupaten Solok Selatan kaya dengan potensi air, apabila dikelola dengan baik berpotensi membangkitkan daya listrik mencapai 100 MW. Sementara kebutuhan daya listrik di Solok Selatan saat ini hanya 8 MW. Namun apa yang dialami masyarakat Solok Selatan saat ini sangatlah memprihatinkan, dimana layanan listrik PLN dipergilirkan (mati bergiliran). Hal demikian disebabkan PLTM Selo Kencana (PLTM SKE)  berkapasitas 2 x 4 MW yang nota bene milik swasta IPP (Independen Power Producer)  mengalami kerusakan. Ketika dikonfirmasi ke PLN bagian yang mengurusi Pembangkit Listrik Swasta (PLS) yaitu Bapak Darmalis, beliau mengatakan bahwa keberadaan  PLTM SKE di Solok Selatan sangatlah urgen, apabila SKE mengalami kerusakan maka kondisi kelistrikkan di Solok Selatan mundur seperti 2 tahun yang lalu (sebelun SKE beroperasi). Akibat keterbatasan, maka sampai saat ini PLN belum mampu menambah infrastruktur seperti pebangunan GI di Sangir yang sebenarnya sudah masuk dalam RUPTL tahun 2014-2024.


Sebenarnya, di Solok Selatan sudah terdapat 29 PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro) dengan kapasitas daya 30 - 300 kW yang tersebar diberbagai wilayah. Umumnya PLTMH ini dibangun di daerah terpencil yang jauh dari jangkauan jaringan PLN, sehingga pemerintah daerah membuat kebijakan membangun PLTMH yang didanai dari berbagai sumber seperti PNPM Mandiri, APBD, APBN dan dana hibah dari luar negeri. Saat ini masyarakat pengguna PLTMH tidak terkena dampak pemadaman bergiliran listrik PLN, karena mereka sudah mandiri energi. Meskipun demikian, bukan berarti mereka tidak punya masalah tentang listrik. Rendahnya SDM pengelola dan operator, serta rendahnya kesadaran masyarakat akan pentingnya membaar iuran bulanan mengakibatkan PLTMH yang ada juga sering bermasalah. Hal demikian juga disebabkan masih terbatasnya kemampuan Pemda mendampingi PLTMH yang ada. Biasanya, setelah pembangunan PLTMH selesai dan bisa dioperasikan kemudian diserahkan ke masyarakat. Akibatnya banyak PLTMH yang tidak terawat sehingga tidak beroperasi maksimal, bahkan tidak beroperasi.


Oleh karena itu pemerintah Solok Selatan harus melakukan sebuah terobosan baru, Audiensi jurusan Teknik Elektro Universitas Bung Hatta yaitu Dr. Hidayat, S.T, M.T bersama ketua Jurusan Ir. Arnita, M.T beserta 2 orang mahasiswa (Ikhsan Irdas dan Junaidi) dengan Kepala Dinas ESDM yaitu Ir. H. Amril Bakhri, MTP, pada tanggal 25 Mei 2016 dimaksudkan untuk ikut memberi peran aktif membantu menyelasikan permasalahan yang ada.  Melalui program hibah KKN-PPM yang ditawarkan Kementrian Ristek Dikti, akan diusulkan judul "PELATIHAN SISTEM PENGELOLAAN DAN PERAWATAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH) DI NAGARI PAKAN RABAA UTARA KECAMATAN KOTO PARIK GADANG DI ATEH (KPGD) KABUPATEN SOLOK SELATAN SUMATERA BARAT". Bapak Ir. H. Amril Bakhri, MTP, sangat mendukung kegiatan tersebut dan berharap benar-benar terelisasi pada tahun 2017.

Pertemuan  selanjutnya dengan Asisten II yaitu Bapak Ir. H. Epli Rahman, MM, yang beliau juga sangat mendukung rencana kegiatan tersebut. Beliau mengajak Universitas Bung Hatta yang sudah mempunyai  MOU dengan Pemda Solok Selatan agar ikut membantu permasalahan yang ada. Sebuah gagasan yang beliau lontarkan adalah "Solok Selatan Mandiri Energi". Untuk itu diperlukan pemetaan potensi energi air yang ada di Solok Selatan berikut dengan klaster kapasitasnya. Dengan adanya data tersebut, dapat dibuat perencanaan pembangunan PLTM/PLTMH yang pelaksanaannya ditawarkan kepada lembaga pemerintah dan swasta.

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AMPAS SAWIT

Pendahuluan

Pemanfaatan limbah kelapa sawit sebagai bahan utama pembangkit listrik memiliki nilai keekonomian yang tinggi. Ada 2 model teknologi penggolahan Limbah kelapa sawit menjadi listrik yaitu pengolahan limbah padat dan pengolahan limbah cair. Pengolahan limbah padat (tandan kosong, cangkang dan serabut) yaitu dengan cara menjadikannya sebagai bahan bakar  pada ketel uap (boiler) yang menghasilkan uap (steam) untuk memutar turbin uap dan generator yang disebut dengan Pembangkit Listrik Tenaga Biomasa  (PLTBm).  Pengolahan limbah cair yaitu memanfaatkan limbah cair kelapa sawit yang menghasilkan gas metan sebagai sumber bahan bakar yang disebut dengan Pembangkit Listrik tenaga Biogas Sawit (PLTBGS).

Gambar 1. Konfigurasi Pembangkit Listrik Tenaga Biomasa (PLTBm)

Gambar 2. Konfigurasi Pembangkit Listrik Tenaga Biogas Sawit (PLTBGs)

Analisis Ekonomi

Sebagai acuan perhitungan ekonomi digunakan  data sbb,
Jenis Data              Nilai
Kapasitas              1 MW
Umur                     25 Tahun
Biaya Investasi     3.120.000 USD
Suku Bunga            12%

Dengan memperhitungkan seluruh biaya yang terkait (biaya investasi, biaya bahan bakar, biaya perawatan dan operasional) diperoleh biaya produksi Rp. 770,9/kWh.

Produksi energi pertahun :
= 1.000 kW x 24 h x 340
= 8.160.000 kWh


Dengan asumsi waktu operasi 24 jam per hari selama 340 hari pertahun (25 hari perawatan).

Keuntungan per kWh = Harga Jual Rp./kWh – Biaya produksi Rp./kWh
Sehingga didapat keuntungan petahun (Rp)


Jenis Pembangkit         Tersambung ke JTM 20 kV Tersambung ke JTR 380 V

PLTBm 3,093,456,000 5,949,456,000
PLTBGs 2,277,456,000                                      5,133,456,000

hdyttanjung@yahoo.com

PLTMH di Solok Selatan

Proponsi Sumatera Barat memiliki banyak potensi air yang dapat dijadikan sebagai Pusat Listrik Energi Baru dan Terbarukan (PLT-EBT) dalam skala besar, menengah dan kecil. Di beberapa daerah terpencil di kabupaten Solok Selatan propinsi Sumatera Barat, masih terdapat wilayah yang belum dialiri listrik PLN. Kebijakan yang diambil pemerintah setempat adalah, membangun pusat listrik tenaga mikro hidro (PLTMH) yang didanai oleh APBN, APBD, PNPM, hibah luar negeri dan swadaya masyarakat. Pada umumnya setelah PLTMH beroperasi, pengelolaannya diserahkan kepada masyarakat setempat. Permasalahan yang sering terjadi adalah apabila terjadi kerusakan pada PLTMH pengelola sulit untuk memperbaikinya, disebabkan keterbatasan sumber dana dan sumberdaya manusia.  Sampai sekarang (tahun 20016) terdapat 27 PLTMH yang sudah dibangun di kabupaten Solok Selatan, yang sebagian besar tidak bisa beroperasi maksimal diakibatkan kurangnya perawatan dan lemahnya sistem manajemen pengelola.

Di kecamatan KPGD Kabupaten Solok Selatan terdapat 5 buah PLTMH yang dimanfaatkan untuk mengaliri listrik rumah masyarakat. Berdasarkan tinjauan ke lapangan diketahui bahwa umumnya PLTMH tidak memiliki peralatan kontrol otomatis, hanya dioperasikan pada malam hari (±8 jam/hari), tidak mampu menghasilkan daya maksimum, apabila ada kerusakan memerlukan waktu yang lama untuk perbaikan dan kekurangan biaya untuk perbaikan. Disamping itu, tidak ada pencatatan harian kondisi PLTMH sehingga sulit menelusuri riwayat operasi PLTMH bersangkutan. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, diperlukan sumberdaya manusia trampil yang berkemampuan mengoperasikan, memperbaiki dan mengelola sistem keuangan PLTMH.
Kemampuan tersebut dapat diberikan melalui pelatihan pengoperasian, perbaikan dan pengelolaan manajemen keuangan PLTMH kepada pengelola dan masyarakat yang terkait. Berbekal kemampuan tersebut diharapkan PLTMH dapat beroperasi optimal sehingga pemanfaatannya tidak saja untuk penerangan dimalam hari, tetapi dapat juga digunakan sebagai pendorong kemajuan ekonomi masyarakat disiang hari.     

bersambung.....................

Wacana

Mungkinkah Status Universitas Bung Hatta dari PTS Berubah Menjadi PTN ?

Tunggu artikelnya........